Иммунный ответ Антигены В-лимфоциты ГИО Антитела

Скачать презентацию Иммунный ответ  Антигены В-лимфоциты ГИО  Антитела Скачать презентацию Иммунный ответ Антигены В-лимфоциты ГИО Антитела

2013_ГИО.ppt

  • Количество слайдов: 100

>Иммунный ответ  Антигены В-лимфоциты ГИО  Антитела  ШАБАН Ж. Г. Иммунный ответ Антигены В-лимфоциты ГИО Антитела ШАБАН Ж. Г.

>  Иммунитет по возникновению Врождённый  Приобретённый Иммунитет по возникновению Врождённый Приобретённый

>  Приобретённый    иммунитет   обеспечивают    Приобретённый иммунитет обеспечивают Клеточные Гуморальные факторы защиты: - В-л -Т-хелперы - цитотоксические Т-л (ЦТЛ) - АТ (Ig) - иммунный фагоцитоз

>Проявления приобретённого иммунитета   Антителообразование    Иммунный фагоцитоз   Киллерная Проявления приобретённого иммунитета Антителообразование Иммунный фагоцитоз Киллерная функция Лф Аллергические реакции (ГНТ, ГЗТ) Иммунологическая память Иммунологическая толерантность

>   Иммунный ответ (ИО)- сложная многокомпонентная кооперативная реакция организма, индуцированная АГ и Иммунный ответ (ИО)- сложная многокомпонентная кооперативная реакция организма, индуцированная АГ и направленная на: 1) элиминацию (удаление) АГ 2) формирование иммунологической памяти

>     На развитие      ИО На развитие ИО влияют АГ: Условия Свойства Место попадания Состояние внешней Доза ИС среды Кратность попадания (воздействуют и на организм, и на АГ)

>   Антигены (АГ) - ü химические вещества (белки, ПС, ЛПС) ü свободные Антигены (АГ) - ü химические вещества (белки, ПС, ЛПС) ü свободные или входящие в состав клеток ü способны индуцировать ИО, в результате которого появляются АТ (ГИО) или сенсибилизированные Лф (КИО)

>     Свойства АГ 1. Иммуногенность – способность индуцировать специфический ИО, Свойства АГ 1. Иммуногенность – способность индуцировать специфический ИО, в результате которого продуцируются АТ или иммунные Лф На иммуногенность АГ влияют: - чужеродность АГ - химический состав: иммуногенны белки и липопротеины - молекулярная масса или размер молекулы: чем > размер молекулы и её масса, тем иммуногенные свойства 2. Способность специфически взаимодействовать с АТ или клетками, которые образовались на введение этого АГ

>    Строение     полного    АГ Строение полного АГ 1 -3% молекулы АГ – 97 -99% молекулы АГ – детерминантная носитель группа (стабилизирующая часть) (эпитоп)

>Носитель - обеспечивает иммуногенность АГ Химическая природа: - макромолекулы (белки, нуклеопротеиды, ПС, ЛПС) - Носитель - обеспечивает иммуногенность АГ Химическая природа: - макромолекулы (белки, нуклеопротеиды, ПС, ЛПС) - клетки (любые) - корпускулярные частицы (в искусственных условиях) Свойства: - высокая молекулярная масса - сложное строение - высокая метаболическая активность Функция: индукция ИО

>  Эпитоп АГ - обусловливает специфичность ИО, комплементарен активному центру АТ или ТКР Эпитоп АГ - обусловливает специфичность ИО, комплементарен активному центру АТ или ТКР Химическая природа: любое вещество (олигосахарид, олигопептид, аминогруппа) Свойства: - малая молекулярная масса - жёсткая структура - низкая метаболическая активность - чужеродность для организма Функция: специфичность ИО АГ содержит несколько различных или повторяющихся эпитопов. Один эпитоп или несколько – детерминантная группа. Моновалентный АГ состоит из однородных детерминантных групп, поливалентный АГ - из неоднородных.

>      Эпитопы АГ По расположению: - поверхностные (в виде Эпитопы АГ По расположению: - поверхностные (в виде выпячивания, доминантные) - скрытые внутри носителя (конформационные, маскированные) Эпитопная плотность АГ – число детерминантных групп в 1 молекуле АГ По распознаванию: - Т-клеточные (распознаются ТКР) - В-клеточные (распознаются ВКР)

>Классификации АГ Классификации АГ

>АГ по функциональной активности  Полные (носитель и эпитоп)    Неполные (эпитоп) АГ по функциональной активности Полные (носитель и эпитоп) Неполные (эпитоп)

>Полный АГ: - содержит носитель и эпитоп - обладает антигенностью и иммуногенностью Неполный АГ Полный АГ: - содержит носитель и эпитоп - обладает антигенностью и иммуногенностью Неполный АГ (=гаптен): - содержит только эпитоп - обладает только антигенностью - не способен индуцировать ИО - может стать полным АГ, если свяжется с носителем

>АГ по иммуногенности   Сильные   Слабые   Супер. АГ АГ по иммуногенности Сильные Слабые Супер. АГ

>Адъюванты – вещества,  иммуногенность слабых АГ: Неорганические молекулы (Al(OH)3) Бактериальные и растительные ПС Адъюванты – вещества, иммуногенность слабых АГ: Неорганические молекулы (Al(OH)3) Бактериальные и растительные ПС и ЛПС Некоторые микробные клетки (вакцина БЦЖ) Минеральные масла Синтетические адъюванты Механизмы действия адъювантов: ü Резкое молекулярной массы АГ ü Для гаптенов адъюванты играют роль носителя ü Медленное высвобождение АГ и > длительное антигенное воздействие ( «депо» АГ) ü Способность вызывать пролиферацию лимфоидной ткани

>     Супер. АГ ü АГ МИО,  взаимодействующие с молекулами Супер. АГ ü АГ МИО, взаимодействующие с молекулами ГКГС II АПК и ТКР Т-л, вне АГ-связывающей щели, т. е. не в активных центрах ü Присоединяются сбоку молекул ГКГС II и ТКР ü Блокируют возможный специфичный ИО, вызывают поликлональную активацию Лф, выброс цитокинов, затем - гибель Т-л

>Взаимодействие супер. АГ с АПК и Т-л Взаимодействие супер. АГ с АПК и Т-л

>АГ по степени чужеродности  для организма Аутоа. АГ – собственные молекулы организма, на АГ по степени чужеродности для организма Аутоа. АГ – собственные молекулы организма, на которые отреагировала ИС. Как правило, такая реакция приводит к иммунопатологическим состояниям Аллогенные (гомо. АГ, изо. АГ) – АГ других особей вида Сингенные – от однояйцевых близнецов или клонированных особей Ксеногенные (гетерогенные) – АГ разных видов (для человека – АГ бактерий, растений, вирусов, животных) Комплексные АГ – собственные клетки или молекулы и простые химические вещества

>     Ауто. АГ ü Поздние белки (молоко, сперма) ü Эмбриональные Ауто. АГ ü Поздние белки (молоко, сперма) ü Эмбриональные белки (при онкозаболеваниях, лучевой болезни) ü АГ органов, отделенных ГЭБ (щитовидная железа, стекловидное тело, хрусталик, яичко) ü Собственные ткани, измененные под влиянием внешних факторов (ожог, обморожение, гипоксия, ишемия)

>  АГ по типу ИО  Иммуногены  нормальный ИО Аллергены вызывают АГ по типу ИО Иммуногены нормальный ИО Аллергены вызывают реактивность организма (аллергию) на вторичные попадания Толерогены вызывают после первичного попадания в организм отсутствие реакции ИС на последующие контакты организма с ними (толерантность) Трансплантационные реакции отторжения

>АГ по связи ИО с тимусом   Т-зависимые   Т-независимые АГ по связи ИО с тимусом Т-зависимые Т-независимые

>АГ по способу попадания в организм  Экзогенные (из внешней среды)  Эндогенные (из АГ по способу попадания в организм Экзогенные (из внешней среды) Эндогенные (из своего организма)

>АГ по происхождению   Неинфекционные  (растений, лекарств,  природные и синтетические хим. АГ по происхождению Неинфекционные (растений, лекарств, природные и синтетические хим. в-ва, АГ клеток животных и человека) Инфекционные (бактерий, простейших, грибов, вирусов)

>   Инфекционные АГ– вещества, обладающие свойствами АГ,  входят в состав МИО Инфекционные АГ– вещества, обладающие свойствами АГ, входят в состав МИО или выделяются МИО во внешнюю среду Количество АГ зависит от сложности строения МИО: üу простых вирусов полиомиелита – 2 üу сложных вирусов герпеса – 10 üу бактерий – десятки üу грибов – сотни

>АГ бактерий по локализации О-АГ – соматический (ЛПС клеточной стенки)   Н-АГ – АГ бактерий по локализации О-АГ – соматический (ЛПС клеточной стенки) Н-АГ – жгутиковый (белковой природы) К-АГ – капсульный (ПС, белки, полипептиды) АГ пилей (фимбриальные) Цитоплазматические АГ (ЦПМ, ЦП, рибосом) Экзотоксины (белки) Эктоферменты

>   Антигенная структура бактерии АГ формула: Øсимволическое отображение сочетаний АГ, важных для Антигенная структура бактерии АГ формула: Øсимволическое отображение сочетаний АГ, важных для идентификации штамма; в формуле указывается какой АГ из каждой группы имеется у бактерий данного штамма, символ группы отделяется от следующего двоеточием (О 111 : К 58 : Н 2) Øхарактеристика серовара - внутривидового варианта, определяемого с помощью специфических сывороток (от лат. serum – сыворотка) Øсеровары нумеруются и вносятся в справочники, которые используют для идентификации бактерий: достаточно провести серотипирование - РА с определёнными сыворотками

>АГ бактерий по специфичности     Гетерофильные   (общие у нескольких АГ бактерий по специфичности Гетерофильные (общие у нескольких видов разных семейств) Группоспецифические (у разных видов одного рода или семейства) Видоспецифические (у всех особей вида, отсутствуют у других видов) Типоспецифические (определяют серовар внутри одного вида) Штаммоспецифические Стадиоспецифические Перекрестнореагирующие (АГ мимикрии, сходные у хозяина и паразита)

>   Протективные АГ МИО ü Эпитопы экзогенных АГ,  АТ против которых Протективные АГ МИО ü Эпитопы экзогенных АГ, АТ против которых обладают наиболее выраженными защитными свойствами, что предохраняет организм от реинфекции ü Используются для получения вакцин

>   2 фактор ИО - состояние ИС ИО определяется кооперативной реакцией клеток: 2 фактор ИО - состояние ИС ИО определяется кооперативной реакцией клеток: - АПК (Мф, ДК) - В-л - Т-л - фибробластов ИО развивается в периферических лимфоидных органах: - в селезенке - при проникновении АГ в кровь - в регионарных л/у – ч/з кожу - в лимфоидных образованиях слизистых оболочек – при попадании АГ в дыхательные пути или ЖКТ

>  Иммунный ответ Гуморальный  Клеточный  (ГИО)   (КИО) Иммунный ответ Гуморальный Клеточный (ГИО) (КИО)

>   ГИО – комплексная кооперативная многокомпонентная реакция организма, которая индуцируется АГ и ГИО – комплексная кооперативная многокомпонентная реакция организма, которая индуцируется АГ и реализуется В-л: ü В процессе эволюции появился позже КИО ü Контролируется ККМ ü Развивается на различные АГ: - растворимые (ПС, ЛПС, белки) - внеклеточных паразитов - экзотоксины Суть ГИО: 1) активация В-л, их дифференцировка в плазматические клетки, которые синтезируют специфические АТ к АГ, вызвавшему ИО 2) образование иммунных комплексов (АГ-АТ) и элиминация АГ

>   В-система иммунитета ü В-л происходят из гемопоэтической стволовой клетки,  дифференцируются В-система иммунитета ü В-л происходят из гемопоэтической стволовой клетки, дифференцируются в эмбриональной печени, затем в ККМ. У птиц В-л созревают в фабрициевой сумке (bursa) – отсюда название «В-л» . ü Ежедневно образуется около 2, 5 млрд пре-В-л. Большая их часть погибает в результате негативной селекции и апоптоза. Остальные дифференцируются в зрелые В-л (5 х107 в день). ü Популяция периферических В-л обновляется каждые 5 -6 дней. Часть В-л сохраняются месяцы-годы (В-л памяти).

>     Развитие В-л   на каждом этапе появляются новые Развитие В-л на каждом этапе появляются новые рецепторы, идет АГ-независимая дифференцировка и негативная селекция Зрелые В-л имеют на мембране Ig. M и Ig. D, мигрируют из ККМ в Т-независимые зоны периферических лимфоидных органов (селезёнку, л/у)

>     Этапы развития В-л ü СКК имеет рецепторы для стромальных Этапы развития В-л ü СКК имеет рецепторы для стромальных клеток (VLA 4 и B-CAM) ü пре-В-л: а) ранний - перестраивает D-J гены H-цепи б) поздний: - экспрессирует CD 117 (KIT-рецептор) для фактора роста CКК - перестраивает V-DJ гены H-цепи - экспрессирует рецептор к ИЛ 7 - синтезирует пре-ВКР в) большой - имеет пре-ВКР, состоящий из настоящей H-цепи и суррогатных L-цепей (V-пре-пептид и λ 5 -пептид) г) малый - в ЦП только готовая μ-цепь; перестраивает гены L-цепи ü незрелый В-л имеет BКР (Ig. M) ü зрелый В-л имеет BКР (Ig. M и Ig. D)

>АГнезависимые стадии развития В-л АГнезависимые стадии развития В-л

>    Субпопуляции В-л üВ-1 - клетки врождённого иммунитета, особенности: 1) на Субпопуляции В-л üВ-1 - клетки врождённого иммунитета, особенности: 1) на поверхности В 1 -л присутствует только для них характерная молекула CD 5 2) разнообразие В 1 -л по специфичности их АГраспознающих рецепторов (ВКР) значительно , чем у В 2 -л 3) синтезируют естественные (нормальные АТ) – Ig. М и Ig. A: - АТ к ПС УП бактерий - изогемагглютинины групп крови (АВО) 4) после выхода из серозных полостей в кровоток во время миграции по организму оседают преимущественно в миндалинах, брюшной и плевральной полостях, сальнике; в л/узлах их количество не 35 % от всех В-л üВ-2 (17 -30% В-л от общего числа Лф ПК человека) – распознают АГ ПК синтез и секреция специфических АТ

>  Поверхностные маркёры В-л 1. Молекулы, вовлеченные в распознавание АГ и  Поверхностные маркёры В-л 1. Молекулы, вовлеченные в распознавание АГ и сигнальные процессы: а) BКР: поверхностные Ig (собственно BКР) CD 79 α- и β- (проводят в клетку сигнал о распознавании АГ) б) Ко-рецепторы: CD 21 – CRII (для С 3 d) CD 19 CD 81 (TAPA) в) Регулятор активности BКР: CD 45 г) Переключатель изотипа: CD 40

>АГ-специфический В-клеточный рецептор (ВКР) üСостоит из молекулы мембранного иммуноглобулина (m. Ig) Ig. М или АГ-специфический В-клеточный рецептор (ВКР) üСостоит из молекулы мембранного иммуноглобулина (m. Ig) Ig. М или Ig. D и двух молекул CD 79 (Igα и Igβ) üИмеет трансмембранные и ЦП сегменты, передающие внутриклеточные сигналы ü всех этапах дифференцировка В-л На определяется активацией и перестройкой генов, контролирующих синтез полипептидных цепей ВКР üРеаранжировка генов определяет разнообразие ВКР – существует 109 -1016 вариантов В-л, запрограммированных на синтез Ig определённой специфичности

>     2. Молекулы  контактного межклеточного взаимодействия и  2. Молекулы контактного межклеточного взаимодействия и презентации а) Адгезия: CD 72 (взаимодействует с CD 5) CD 54 (ICAM 1) (взаимодействует с LFA 1(CD 11 a/CD 18) CD 58(LFA 3) (взаимодействует с CD 2) б) Ко-стимуляция В-л: CD 40 (взаимодействует с CD 154 (CD 40 L)) в) Ко-стимуляция Т-л: CD 80, CD 86 (взаимодействует с CD 28, CTLA) г) Рестрикция: молекулы ГКГС II (взаимодействует с CD 4)

>  3. Молекулы дистантного взаимодействия –   рецепторы для цитокинов:  а) 3. Молекулы дистантного взаимодействия – рецепторы для цитокинов: а) рецептор для ИЛ 2 – CD 25, CD 122, CD 132 б) рецептор для ИЛ 4 – CD 124, CD 132 в) рецептор для ИЛ 5 – CD 125, CD 131 г) рецептор для ИЛ 6 – CD 126, CD 130 д) рецептор для INF- – CD 119 е) рецептор для ИЛ 1 – CD 121 ж) рецептор для ФНО-α – CD 120

>    4. Маркёры активации:  а) CD 25 и другие высокоаффинные 4. Маркёры активации: а) CD 25 и другие высокоаффинные рецепторы к цитокинам б) CD 69 – передача сигнала о пролиферации в) CD 71 – рецептор для трансферрина г) CD 23 – низкоаффинный рецептор для Fc-фрагмента Ig. EII типа, необходим для клеточного деления д) Гиперэкспрессия молекул ГКГС II е) CD 30 – передача сигнала о пролиферации/апоптозе (лиганд-CD 153)

>   5. Другие важные молекулы:  CD 32 – рецептор к Fc 5. Другие важные молекулы: CD 32 – рецептор к Fc -фрагменту Ig. G II типа – при связывании передает отрицательный сигнал ( активацию) CD 5 – молекула из семейства скавенжер-подобных рецепторов; ассоциирована с ВКР, помогает распознавать/активирует В 1 -л CD 49 – опосредует взаимодействие с внеклеточным матриксом CD 24 – участвует в костимуляции и активации В-л CD 35 – рецептор для комплемента 1 типа (С 3 b)

>Дифференцировочные CD-АГ В-л Дифференцировочные CD-АГ В-л

>  Цитокины, участвующие в активации В-л Цитокины, участвующие в активации В-л

>Основные маркёры В-л Основные маркёры В-л

>  Активация В-л 1. Связывание АГ BКР 2.  Изменение конформации ассоциированных гетеродимеров, Активация В-л 1. Связывание АГ BКР 2. Изменение конформации ассоциированных гетеродимеров, фосфорилирование по тирозиновым остаткам (поддерживается в функциональном состоянии CD 45) 3. Активация тирозиновых киназ (lyn, blk, fyn, lck, syk) 4. Важнейшие сигнальные пути: - фосфолипаза СII - PIP - PI 3 - K - Ca 2+- Исход активации кальциневрин - NFAT (пролиферация или апоптоз) - фосфолипаза С II - PIP - DAG - зависит от: протеинкиназа С - зрелости В-л - адаптерные белки семейства ras - MAPK; CD 40 - NFk. B - адекватной костимуляции

>Ко-стимуляция В-л осуществляется ч/з ко-рецепторы:   CD 21 – CRII (для С 3 Ко-стимуляция В-л осуществляется ч/з ко-рецепторы: CD 21 – CRII (для С 3 d), CD 19, CD 81

>    Динамика развития ГИО 1. Распознавание, процессинг и презентация АГ в Динамика развития ГИО 1. Распознавание, процессинг и презентация АГ в комплексе с АГ ГКГС АПК 2. Индуктивная стадия: а) передача информации на соответствующий клон В-л: - непосредственно (при ответе на ТНЗ АГ) - или (при ответе на ТЗ АГ) при участии CD 4+ Т-л б) активация В-л одним из путей в зависимости от типа АГ (ТЗ АГ и ТНЗ АГ): - Т-независимая активация - выработка АТ без участия Т-л - Т-зависимая активация - ИО осуществляется при обязательном участии Т-л в) пролиферация В-л и дифференцировка в плазмациты и В-л памяти 3. Эффекторная стадия - синтез АТ и элиминация АГ: - образование ИК - комплементзависимый лизис - фагоцитоз

>  Т-независимая активация В-л – прямая стимуляция В-л тимуснезависимыми (ТНЗ) АГ – ЛПС Т-независимая активация В-л – прямая стимуляция В-л тимуснезависимыми (ТНЗ) АГ – ЛПС или ПС МИО, имеющие линейно повторяющиеся структуры 1. Связывание ТНЗ АГ с ВКР 2. Активация соответствующего клона В-л (ПС пневмококков) или поликлональная активация В-л (ЛПС Грам- бактерий) 3. В-л пролиферируют, дифференцируются в ПК, синтезирующие Ig. M 4. В-л памяти не образуются

>Распознавание АГ В-л Распознавание АГ В-л

>  1. Т-зависимая активация В-л   тимусзависимыми (ТЗ) АГ – белками 1. 1. Т-зависимая активация В-л тимусзависимыми (ТЗ) АГ – белками 1. АПК распознает, процессирует и презентирует на мембране комплекс (пептид АГ+молекула ГКГС II) наивному Т-л (Тh 0), который взаимодействует с этим комплексом ТКР и корецептором СD 4 2. Тh 0 активируется, пролиферирует и превращается в Тh 2 Презентация АГ АПК

>  2. Т-зависимая активация В-л   тимусзависимыми (ТЗ) АГ – белками 3. 2. Т-зависимая активация В-л тимусзависимыми (ТЗ) АГ – белками 3. ВКР В-л распознает, процессирует и презентирует на мембране комплекс (пептид АГ+молекула ГКГС II) Тh 2, который воспринимает сигнал с помощью ТКР и корецептора СD 4 4. Для полноценной активации Т-х и продукции ими ИЛ необходима ко-стимуляция, которая осуществляется молекулами межклеточного взаимодействия, расположенными на АПК, В- и Т-л (CD 40 -CD 40 L, CD 80/86 -CD 28) Эти процессы важны и для активации В-л. 5. При отсутствии ко-стимуляции наступает апоптоз Т-л Презентация АГ В-л

>  3. Т-зависимая активация В-л   тимусзависимыми (ТЗ) АГ – белками 6. 3. Т-зависимая активация В-л тимусзависимыми (ТЗ) АГ – белками 6. Активированный Тh 2 продуцирует интерлейкины (ИЛ-4, 5, 6, 10), под влиянием которых продолжается активация В-л: пролиферация, превращение в бласты и затем в плазмациты, синтезирующие АТ. 7. Цитокины переключают иммуноглобулиновые гены В-л, обеспечивая синтез Ig различных классов. 8. Часть бластных клеток превращается в В-л памяти.

>Механизмы ГИО Механизмы ГИО

>Плазматические клетки (плазмоциты, = ПК) Ø Большая часть возникающих при делении клеток переходит к Плазматические клетки (плазмоциты, = ПК) Ø Большая часть возникающих при делении клеток переходит к продукции и секреции молекул Ig Ø При этом часть клеток успевает пройти генетические перестройки, приводящие к смене класса (изотипа) продуцируемого Ig с Ig. M (или Ig. D) на Ig. A, Ig. G или Ig. E Ø Действие конкретных цитокинов стимулирует переключение продукции АТ с Ig. D: INFγ на Ig. G 1 или Ig. G 3 ИЛ 4 – на Ig. G 4 или Ig. E ИЛ 5 – на Ig. A Ø Представители этого субклона переходят в кровоток (поэтому получили название ПК или плазмоциты) и продуцируют АТ в огромных количествах по заданной генетической программе

>  Особенности ПК – следствие переключения всего метаболизма клетки на единственную задачу – Особенности ПК – следствие переключения всего метаболизма клетки на единственную задачу – образование и секрецию Ig Ø Крупнее обычных В-л Ø Ядро плотное и по размеру Ø Количество рибосом и элементов комплекса Гольджи сильно Ø Не могут делиться, срок их жизни до нескольких дней Ø Погибают в результате апоптоза, что связывают с невозможностью их перестройки с режима максимальной секреции белка на обычный клеточный метаболизм • Несмотря на быструю гибель ПК, их количество в организме в период выраженного ИО поддерживается на значительном уровне несколько недель • Это объясняется тем, что в каждом клоне небольшое количество активированных В-л сохраняет пролиферативную способность около месяца, давая новые клетки, большая часть которых превращается в ПК • Благодаря таким субклонам существенно уровень ИО и Т АТ данной специфичности

> В-л памяти - небольшая популяция клеток,  образуются в процессе ПГИО из активированных В-л памяти - небольшая популяция клеток, образуются в процессе ПГИО из активированных В-л Ø Возникают в зародышевых центрах вторичных лимфоидных фолликулов под влиянием ФДК Ø Не продуцируют АТ Ø Не делятся Ø Долгоживущие: переживают в состоянии функционального покоя годы-десятилетия после элиминации АГ из организма Ø Несут «память» об АГ в виде АГ-специфических ВКР (Ig. G (преимущественно) и Ig. A в отличие от обычных В-л, экспрессирующих Ig. M и Ig. D)

>    Роль В-л памяти Ø Мигрируют по организму по повторяющейся схеме Роль В-л памяти Ø Мигрируют по организму по повторяющейся схеме «кровоток – вторичные лимфоидные органы – кровоток» Ø При попадании в организм АГ, идентичного вызвавшему образование В-л памяти, быстро активируется и даёт начало клону Атпродуцирующих клеток Ø Высокая аффинность и плотность АГ-специфических ВКР (в 100 раз >, чем на нестимулированных АГ В-л) обеспечивает при вторичной стимуляции тем же АГ быструю пролиферацию В-л памяти и превращение в ПК, секретирующие АТ нужный для защиты уровень ИО будет достигнут за очень короткий срок (ВГИО)

>  ГИО Первичный   Вторичный ГИО Первичный Вторичный

>     Первичный ГИО ü Развивается на первое попадание АГ в Первичный ГИО ü Развивается на первое попадание АГ в организм после латентного периода (2 -3 сут). Определённое время уходит на процессинг АГ, перемещения клеток, установление межклеточных контактов, образование клонов Т-х, а затем клонов В-л. ü Когда клоны уже образованы, за счет множества ПК происходит быстрое (логарифмическое) количества АТ, которое продолжается 2 -7 сут. Первыми (ч/з 2 -3 сут) синтезируются Ig. M , затем - Ig. G (пик - 10 -14 сут, при максимальном Т АТ они составляют > 99%). Реализующаяся в ходе ПИО смена классов образующихся АТ объясняется структурой и свойствами Ig. M – пентамеры, имеют 10 АГсвязывающих участков, но заметно уступают Ig. G в способности проходить ч/з стенки капилляров и распространяться по организму. Поэтому в первые часы (сутки) ПИО, когда надо максимально прочно связать незнакомый организму АГ и ограничить его распространение, Ig. M наиболее подходящие. Но в то же время организму приходится необходимо обеспечить защиту всего организма от возможного нового проникновения этого АГ. Для решения этой задачи и образуются в гораздо больших количествах высоко мобильные Ig. G. ü Параллельно отмечается небольшое уровня Ig. A, Ig. E, Ig. D ü Затем количество АТ постепенно и через 2 -3 мес АТ, специфичных к конкретному АГ, практически не остаётся (низкие Т Ig. G могут сохраняться в течение жизни). ü После ПИО остаются В-л памяти

>     Вторичный ГИО ü За счёт В-л памяти стимуляция синтеза Вторичный ГИО ü За счёт В-л памяти стимуляция синтеза АТ наступает быстро (ч/з 1 -3 сут) ü Т АТ быстро (логарифмически) , сразу синтезируются высокоаффинные Ig. G, их Т достигает максимума на 3– 5 сут. Максимальный Т АТ во много раз >, чем при ПИО. АГ клеткам памяти могут представлять не только Мф, но и другие клетки, что делает ВИО ещё более быстрым. Т происходит в течение большего времени ü На слизистых оболочках значительно уровень s. Ig. A ü Уровень Ig. M существенно не меняется из-за отсутствия В-л памяти с рецептором Ig. M ü Время затухания ВИО значительно >, чем ПИО ü С точки зрения защиты от АГ (возбудителя заболевания) ВИО > эффективен, чем ПИО. Во многих случаях инфекционный процесс останавливается на стадии инкубационного периода и не доходит до стадии проявления симптомов заболевания ü Каждый вновь образовавшийся клон В-л, даёт новые клетки памяти, продлевая уже имеющийся активный иммунитет. Поэтому эффективно защищая себя при второй (третьей и т. д. ) встрече с уже известным АГ, организм обеспечивает себе защиту от возможной последующей встречи с ним. Поэтому по отношению к наиболее распространённым АГ активная защита может поддерживаться в течение всей жизни

>Динамика титров АТ при ПГИО и ВГИО Динамика титров АТ при ПГИО и ВГИО

>       АТ (Ig) – продукты ГИО üГликопротеины üСинтезируются АТ (Ig) – продукты ГИО üГликопротеины üСинтезируются плазматическими клетками в ответ на АГ üСпособны специфически распознавать и связывать определённые АГ ü относятся к -глобулинам (название происходит от их локализации АТ во фракции глобулинов при разгонке в электрическом поле) Количество белка Альбумины Глобулины Иммунная сыворотка Сыворотка, лишённая антител Электрофореграмма белков сыворотки крови

>     Строение (структура) Ig üМономер Ig имеет 4 полипептидных цепи Строение (структура) Ig üМономер Ig имеет 4 полипептидных цепи (2 Н+2 L), связанные дисульфидными и водородными связями ü зависимости от молекулярной массы: В L-цепи (light) – 210 -230 аминокислот (22, 5 к. Д) H-цепи (heavy) – 440 -550 аминокислот (50 -75 к. Д) Дисульфидная связь Углеводные остатки Лёгкие цепи Тяжёлые цепи Шарнирный участок

>  Ig входят в суперсемейство Ig  из-за сходства в строении ü Молекула Ig входят в суперсемейство Ig из-за сходства в строении ü Молекула Ig может быть: -мономерной -димерной -тримерной -пентамерной

>    Домены Ig –  гомологичные участки ( 110 аминокислотных остатков), Домены Ig – гомологичные участки ( 110 аминокислотных остатков), имеют сходную пространственную организацию и обладают автономными функциями VH VL CL CH 1 CH 2 CH 3 Каждая цепь имеет константные (С) и вариабельные (V) участки (домены) В L-цепях – 2 домена: VL, CL В H-цепях – 4(5) доменов: VH, CH 1, CH 2, CH 3, (CH 4)

>   Типы лёгких (L) цепей Ig  ü κ (каппа) - 2/3 Типы лёгких (L) цепей Ig ü κ (каппа) - 2/3 молекул Ig ü λ (лямбда) - 1/3 молекул Ig ØВходят в состав Ig независимо от класса Ø одной молекуле Ig не могут присутствовать L-цепи обоих типов В Ø Цепи κ и λ: - отличаются аминокислотными последовательностями - Функционально идентичны

>    Типы тяжёлых (H) цепей Ig ü γ (гамма) Ig. G Типы тяжёлых (H) цепей Ig ü γ (гамма) Ig. G ü μ (мю) Ig. М ü α (альфа) Ig. А ü δ (дельта) Ig. D ü ε (эпсилон) Ig. Е H-цепи отличаются друг от друга по структуре: -первичной (количеству и расположению аминокислотных остатков, Mмассе) - третичной (количеству и пространственной конфигурации доменов, количеству внутридоменных S-S-связей, количеству и составу углеводных компонентов, протяжённостью шарнирного участка) - четвертичной (количеству межцепьевых S-S-связей) Тип H-цепи определяет биологические особенности АТ различных классов и подклассов

>   Фрагменты Ig Фермент папаин расщепляет молекулу Ig на 2 фрагмента: Fab Фрагменты Ig Фермент папаин расщепляет молекулу Ig на 2 фрагмента: Fab и Fc Паратоп Участок для взаимодействия с клеточным Fc-рецептором и для связывания комплемента

>Пространственная структура молекулы Ig Пространственная структура молекулы Ig

>Схема мономера молекулы Ig Схема мономера молекулы Ig

>Функциональные участки молекулы Ig Связывание антигена       Связывание Функциональные участки молекулы Ig Связывание антигена Связывание комплемента Связывание Перенос через Fc. R плаценту

> Шарнирная область молекулы Ig  (подвижная часть молекулы) 1. Обеспечивает возможность активным центрам Шарнирная область молекулы Ig (подвижная часть молекулы) 1. Обеспечивает возможность активным центрам Ig взаимодействовать с эпитопами АГ на разном расстоянии и на разном уровне Шарнирный участок 2. Открывается комплементсвязывающий участок для C 1 q (в области CH 2 -домена)

> Fab-фрагмент Ig – fragment antigen binding ü Связывает эпитопы АГ ü АГ-связывающий участок Fab-фрагмент Ig – fragment antigen binding ü Связывает эпитопы АГ ü АГ-связывающий участок Fab-фрагмента Ig образован гипервариабельными (часты замены аминокислот) участками в V-доменах Н- и L-цепей (в каждой цепи – по 3 гипервариабельных участка) ü Это активный центр молекулы Ig, паратоп АТ, CDR (complementarity determining region = область, определяющая комплементарность к антигенным эпитопам) – полость (длина 6 нм, ширина 1 -1, 7 нм, глубина 0, 6 -0, 7 нм), в которую входит эпитоп АГ

>Fс-фрагмент Ig (сristallisable - кристаллизабельный) 1. Взаимодействует с Fc-рецепторами клеток: ü моноцитов и Мф Fс-фрагмент Ig (сristallisable - кристаллизабельный) 1. Взаимодействует с Fc-рецепторами клеток: ü моноцитов и Мф ü нейтрофилов, эозинофилов, базофилов, тучных клеток ü ЕК ü ДК ü клеток эндотелия ü В- и Т-л 2. Обеспечивает транспорт Ig. G ч/з плаценту путём рецепторного эндоцитоза 3. Связывает комплемент (Ig. G и Ig. M)

>   Клеточные Fc-рецепторы Ø Комплементарны фрагментам СН 2 и СН 3 Клеточные Fc-рецепторы Ø Комплементарны фрагментам СН 2 и СН 3 молекулы Ig изотипов γ, ε, α Ø Обозначаются соответственно Н-цепям Ig, с которыми они связываются: - FcγR связывает Ig. G - FcεR связывает Ig. E - FcαR связывает Ig. A

>   Клеточные Fc-рецепторы Fc- рецептор CD  Аффинность  Экспрессия/функция Для FcγRI Клеточные Fc-рецепторы Fc- рецептор CD Аффинность Экспрессия/функция Для FcγRI CD 64 Высокая Мф, нейтрофилы/фагоцитоз Ig. G FcγRIIα CD 32 Низкая Фагоциты/фагоцитоз FcγRIIβ Низкая В-л/супрессия FcγRIIIα CD 16 Низкая Фагоциты/фагоцитоз FcγRIIIβ Низкая Мф, ЕК/фагоцитоз, АЗКЦ Для FcαR Альвеолярные Мф/фагоцитоз Ig. A Для FcεRI Высокая ТК, базофилы/ аллергические реакции Ig. E FcεRII CD 23 Низкая В-л, Мф/иммунорегуляция

>Эффекты связывания Ig с клеточными Fс-рецепторами Ø  После связывания Ig с Fc-рецептором клетка Эффекты связывания Ig с клеточными Fс-рецепторами Ø После связывания Ig с Fc-рецептором клетка получает способность специфически реагировать на АГ Ø Характер реакции зависит от клетки, получающей сигнал от комплекса АГ-АТ ч/з Fc-рецептор

>  Иммунный фагоцитоз Осуществляется Мф Опсонизация чужеродных частиц за счёт этого эффективности иммунного Иммунный фагоцитоз Осуществляется Мф Опсонизация чужеродных частиц за счёт этого эффективности иммунного фагоцитоза

>      АЗКЦ (АТзависимая клеточная цитотоксичность) ØОбеспечивается ЕК: если на АЗКЦ (АТзависимая клеточная цитотоксичность) ØОбеспечивается ЕК: если на поверхности собственных, но поражённых чужеродным АГ (например, вирусом) клеток закрепляются Ig. G, то ЕК присоединяются к поверхности таких клеток за счёт специфических рецепторов FcγRIII (CD 16) и осуществляют воздействие, приводящее клетку к гибели

> Fc-рецепторы в аллергической реакции  медиаторного типа (=ГНТ I типа) Обеспечивается ТК дегрануляция Fc-рецепторы в аллергической реакции медиаторного типа (=ГНТ I типа) Обеспечивается ТК дегрануляция и высвобождение аминов

>  5 классов Ig принадлежность Ig к конкретному классу   определяют H-цепи 5 классов Ig принадлежность Ig к конкретному классу определяют H-цепи

>  Ig. G – мономеры: γ 2κ 2 или γ 2λ 2 ü Ig. G – мономеры: γ 2κ 2 или γ 2λ 2 ü Мм. 150 КД (наименьшая среди АТ) ü Углеводов – 3% ü 70 -80% АТ сыворотки крови ü Период полураспада 7 (G 3) - 21 -23 дня (другие субклассы) ü 2 активных центра ü Высокоспецифичны ü 4 субкласса G (1 -4)

>     Функции Ig. G Ø Основные молекулы, обеспечивающие ГИ: Функции Ig. G Ø Основные молекулы, обеспечивающие ГИ: - при развитии ПИО к 10 суткам почти полностью заменяют появляющиеся первыми Ig. М - ВИО практически сразу начинается с их продукции Ø Опсонины: - Fab-фрагментами присоединяются к фагоцитируемому объекту - на поверхности фагоцитов много рецепторов к H-цепям типа γ Fс-фрагмент Ig. G связывается с Мф, нейтрофилами Ø Связывание с ЕК (Fс-фрагмент) АЗКЦ Ø КП активации комплемента (Fс-фрагмент) комплементзависимая цитотоксичность Ø Нейтрализация токсинов и вирусов Ø Участие в реакции агглютинации Ø Преодолевают барьеры между кровью и тканями, передаются траснплацентарно, обеспечивает защиту новорожденного в первые месяцы жизни (естественный пассивный иммунитет)

>    Субклассы Ig. G (1 -4) ü G 1 – 65% Субклассы Ig. G (1 -4) ü G 1 – 65% ü G 2 – 23% ü G 3 – 8% ü G 4 – 4% Структурные различия между молекулами субклассов незначительны , заключаются в: - длине шарнирных участков - количестве S-S-связей между H-цепями Ig. G 1, Ig. G 2, Ig. G 4 Ig. G 3

>   Функциональные особенности   субклассов Ig. G Ø Ig. G 2 Функциональные особенности субклассов Ig. G Ø Ig. G 2 обладает наименьшим сродством к Fcγ-рецепторам на поверхности клеток хуже остальных Ig. G проходит ч/з плаценту и фагоцитоз Ø Ig. G 3 и Ig. G 1 - наилучшие опсонины и активаторы комплемента Ø Ig. G 4: - не способны активировать комплемент, - обладают сродством к рецепторам на поверхности ТК и базофилов, это свойство Ig. G 4 сближает их с Ig. Е и делает причастными к развитию ГНТ

> Ig M – пентамеры: μ 10κ 10 или μ 10λ 10 ü В Ig M – пентамеры: μ 10κ 10 или μ 10λ 10 ü В мономерной форме (2 L- и 2 H-цепи) обнаруживаются только на поверхности В-л, где играют роль BКР ü В сыворотке всегда пентамеры ü Мм. 950 КД ü Углеводов – 12 % ü 1 -10% АТ сыворотки крови (0, 5– 2 г/л) ü Период полураспада – 5 -6 дней ü 10 активных центров ü 3 субкласса: М (1 -3)

>    Функции Ig. M ü  Образуются только на первых этапах Функции Ig. M ü Образуются только на первых этапах ПИО ü Поверхностный рецептор В-л (мономерные формы) ü Первыми появляются при первичном попадании АГ ü Основной класс АТ, синтезируемых у новорожденных и младенцев ü КП активации комплемента (Fс-фрагмент) комплементзависимая цитотоксичность ü Пентамеры Ig. М имеют 10 АГсвязывающих участков прочнее связывают АГ с несколькими повторяющимися АГ детерминантами достаточно 1 молекулы пентамера Ig. М для участия в РА, РП, РСК ü Благодаря наличию j-цепи Ig. М (как и Ig. А) попадают в секреты слизистых ü Недостаточно мобильны: имея большую Ммассу и сложную пространственную конфигурацию, медленнее диффундируют и хуже, чем мономеры, преодолевают барьеры между кровью и тканями

>  Ig. A – мономеры в крови (α 2κ 2 или α 2λ Ig. A – мономеры в крови (α 2κ 2 или α 2λ 2), в секретах – димеры (α 4κ 4 или α 4λ 4) и тримеры (α 6κ 6 или α 6λ 6) ü Мм. 160 (до 380 КД у тримеров) ü Углеводов – 8 % ü 9 -20% АТ сыворотки крови (1, 4 – 4 г/л) ü Период полураспада 5 дней ü 2 формы: а) сывороточная по строению схожа с Ig. G, субклассы (АК последовательности субклассов H-цепей α гомологичны на 95 %): -А 1 - доминирует -А 2 - шарнирный участок в цепи α 2 на 13 аминокислот короче, чем в цепи α 1 Ig. А 2 более устойчивы к действию протеаз, в том числе и бактериальных Тем не менее в состав секретов попадают димеры, состоящие из АТ любого из подклассов. б) секреторная

>Секреторный Ig. A (s. Ig. A) отличается от сывороточного структурой молекулы  s. Ig. Секреторный Ig. A (s. Ig. A) отличается от сывороточного структурой молекулы s. Ig. A - комплекс, включающий: а) 2 молекулы Ig. A - синтезируются ПК подслизистой оболочки б) белковую j-цепь (от англ. joining –связующая) Мм 15 k. D, синтезируется продуцирующими Ig. A В-л в) секреторный (s) компонент Мм 80 k. D, синтезируется эпителиоцитами его функции: - время действия s. Ig. A, защищая молекулу s. Ig. A от протеаз, активность которых высока в секретах - рецепция и транспорт на слизистые ЖКТ, респираторного и урогенитального трактов - транспорт в секреты экзокринных желёз высокое содержание в слюне и слёзной жидкости

>      Сборка s. Ig. A S-компонент присоединяется к комплексу Сборка s. Ig. A S-компонент присоединяется к комплексу в процессе выведения Ig в состав секрета: - Ig. A ковалентно (за счёт дисульфидных мостиков) попарно связываются j-цепями - димеры Ig. A присоединяются к рецепторам для j-цепи на поверхности эпителиоцитов - комплексы Ig–рецептор поглощаются клеткой путём эндоцитоза - образовавшиеся эндосомы транспортируются к поверхности клетки - эндосома сливается с наружной ЦПМ - комплекс выводится на поверхность мембраны - происходит протеолиз рецептора так, чтобы часть рецептора осталась в составе комплекса, превращаясь в s-компонент

>Функция s. Ig. A - инактивация МИО во входных воротах: - блокирование адгезинов - Функция s. Ig. A - инактивация МИО во входных воротах: - блокирование адгезинов - бактерицидная активность в отношении бактерий (преимущественно Грам-) и вирусов

> Ig. E – мономеры:   ε 2κ 2 или ε 2λ 2 Ig. E – мономеры: ε 2κ 2 или ε 2λ 2 ü Мм. 185 КД ü Углеводов – 12 % ü Наименьшее количество АТ сыворотки крови: 0, 003% (0, 014 -0, 45 г/л) ü Период полураспада – 2, 5 дня (фиксированный в тканях – 28 дней) ü 2 активных центра, 4 С-домена в H-цепях ü Не имеют шарнирного участка, его роль выполняет весь домен СН 2 ü Функции: - защита против вирусов, бактерий, гельминтов - цитофильны по отношению к базофилам и ТК; Fc-фрагменты Ig. E связываются с Fc- рецептором ТК и базофилов, при вторичных попаданиях АГ закрепляются на поверхности этих клеток, вызывают их дегрануляцию и выброс медиаторов воспаления; т. о. Ig. E м. б. причиной развития нежелательного для человека ИО на некоторые АГ – одной из форм ГНТ

>  Ig. D – мономеры: δ 2κ 2 или δ 2λ 2 ü Ig. D – мономеры: δ 2κ 2 или δ 2λ 2 ü Мм. 185 КД ü Углеводов – 13 % ü Их продуцируется в организме 1 %, на поверхности В-л играют роль ВКР рецептора В-л ü В сыворотку попадают вследствие разрушения В-л, в сыворотке крови присутствуют в следовых количествах: 0, 2% АТ сыворотки крови (0 -0, 4 г/л) ü Период полураспада – 2, 5 -2, 8 дня: высоко чувствительны к протеазам сыворотки крови, быстро катаболизируются ü 2 активных центра Якорный участок

>  Генетическое разнообразие АТ Популяция В-л представлена множеством клонов, каждый клон синтезирует АТ Генетическое разнообразие АТ Популяция В-л представлена множеством клонов, каждый клон синтезирует АТ определенной специфичности разнообразие АТ , которое обусловлено: ü большим количеством генов, кодирующих цепи Ig ü случайным выбором одного из генов каждой группы ü реаранжировкой (перестройкой) генов Ig ü генетическими D-J и V-D-J рекомбинациями ü ошибками рекомбинации ü мутациями в ходе ИО и в процессе пролиферации клеток (протекают с высокой частотой, индивидуальны) ü различными комбинациями Н- и L-цепей

>      Гены Ig ü Имеют фрагментарную организацию,  их Гены Ig ü Имеют фрагментарную организацию, их сегменты находятся на расстоянии друг от друга ü Любые клетки содержат весь набор генов, но только у В-л эти гены реально работают ü L- и H-цепи кодируются разными генами и разным их количеством ü Гены расположены в разных хромосомах, V и С домены кодируются отдельно ü При дифференцировке В-л происходит реаранжировка (перестройка) генов – их перенос и объединение

>  L-цепи кодируются 3 группами генов:    V, J, C Гены L-цепи кодируются 3 группами генов: V, J, C Гены κ-цепи - во 2 -й хромосоме: – 250 V-генов – 5 J-генов (joining – соединение) – 1 С-ген Число возможных вариантов κ-цепи: 250 х5 х1 = 1225 Гены λ -цепи – в 22 -й хромосоме: – 100 V-генов – 6 J-генов – 1 С-ген Число возможных вариантов λ-цепи: 100 х6 х1 = 600

>  Н-цепи кодируются 4 группами генов   V, D, J, C 14 Н-цепи кодируются 4 группами генов V, D, J, C 14 хромосомы: üОтличия от кластеров генов для L-цепей заключаются: - в наличии дополнительных D-генов - большей протяжённости участков, соответствующих С-генам ü V-домены кодируются 3 группами генов (V, D, J): – 200 V-генов, – 50 D-генов (от англ. diversity –различность) – 5 J-генов ü С-домены кодируются группой генов С: – 5 С-генов (по типу Н-цепей) Число возможных вариантов Н-цепей: 200 х50 х5 х5=250000