ИММУНОЛОГИЯ Иммунная система Естественный врожденный иммунитет Т А

ИММУНОЛОГИЯ. Иммунная система. Естественный (врожденный) иммунитет Т. А. Канашкова

Иммунология - наука о строении и закономерностях функционирования иммунной системы организма.

Направления иммунологии • Медицинская иммунология (гомоиммунология) – изучает иммунитет у человека • Зооиммунология – животных • Фитоиммунология – растений

Медицинская иммунология • Общая • Частная – Молекулярная – Клеточная – Физиология иммунитета – Иммунохимия – Иммуногенетика – Эволюционная иммунология – Иммунопрофилактика (вакцинология) – Аллергология – Иммуноонкология – Трансплантационная иммунология – Иммунология репродукции – Иммунопатология – Иммунобиотехнология – Иммунофармакология – Экологическая иммунология – Клиническая иммунология

Предмет иммунологии: • иммунная система; • иммунологические феномены: – иммунитет – аллергия – иммунологическая память – иммунологическая толерантность – трансплантационный иммунитет

Задачи иммунологии: • изучение строения, функции и развития иммунной системы в норме и при патологических состояниях; • изучение роли иммунной системы в возникновении и развитии инфекционных и неинфекционных болезней; • разработка и использование методов иммунодиагностики, иммунопрофилактики и иммунотерапии инфекционных и неинфекционных заболеваний человека.

Методы иммунологии: 1. 2. 3. 4. 5. Иммуноморфологический Иммунохимический Иммунобиологический Экспериментальный Молекулярно-генетический

История иммунологии – 3 периода 1 – период протоиммунологии (от античного периода до 80 -х гг. XIX в. ) – стихийное, эмпирическое познание защитных реакций организма 2 – экспериментальной и теоретической иммунологии (с 80 -х гг. XIX в. до середины XX в. ) – формирование классической иммунологии 3 – молекулярно-генетический (с середины XX в. до наших дней)

История возникновения и развития 1. Стихийная иммунология - immunis = чистый, невредимый, защищенный, устойчивый к заразной болезни (Фукидид - 5 век до н. э. (устойчивость к чуме), Ван Свейтен 1775, (устойчивость к оспе после вариоляции); - практическая иммунизация (только против оспы) (древние Греция, Китай, Индия, Европа Константинополь, 1701 г. , Лондон, 1746 г. , Россия - 1756 г. Д. Самойлович, Англия – 1796 г. , Э. Дженнер).

История возникновения и развития Л. Пастер. Идея о специфической сущности взаимодействий в микробиологии и иммунологии, открытие и разработка феномена аттенуации для производства вакцин;

История возникновения и развития И. И. Мечников, 1883 г. Клеточная теория иммунитета. Фагоцитоз

История возникновения и развития П. Эрлих, 1908. Гуморальная теория иммунитета. Теория разнообразия специфичностей эффекторных механизмов иммунной системы (боковых цепей). Э. Беринг, 1902. Пассивная иммунизация против дифтерии и столбняка, открытие антител.

История возникновения и развития - Ш. Рише, 1913. Работа по анафилаксии; - Ж. Борде, 1919. Система комплемента; - К. Ландштейнер, 1930. Открытие групп крови. Фундаментальная работа «Специфичность серологический реакций» ;

История возникновения и развития - Ф. Бернет, 1960. Клональноселекционная теория иммунной системы, иммунологическая толерантность. Бернет четко сформулировал концепцию свое/чужеродное, впервые описал «свое» . Клональноселекционная теория и сегодня остается основой понимания работы иммунной системы.

История возникновения и развития - 1969, Бретчер и Кон (модель 2 сигналов для В- лимфоцитов) : B-лф погибают, если распознают антиген посредством Вс. R, без помощи со стороны Тхелпера. Предполагалось, что Т- и В-лимфоциты распознают один и тот же антиген одновременно. - Р. Портер, 1972. Работа по структуре антител;

История возникновения и развития -1975, Лафферти и Канингем: Модель 2 сигналов для Т-лимфоцитов. T-лф погибают, если распознают антиген только посредством Тc. R (1 сигнал), без помощи ко-стимуляции от клеток-АПК (2 сигнал). 1 сигнал может привести к формированию толерантности. –Б. Бенацерраф, Ж. Доссе, Д. Снелл, 1980. Главный комплекс гистосовместимости;

История возникновения и развития - Н. Йерне, 1984. Теория идиотипических сетей. Новая концепция «своего» : показал идентичность «своего» и «чужеродного» , сформулировал новый принцип работы иммунной системы как системы, поддерживающей свой гомеостаз. Таким образом, - «свое» = гомеостаз; - «чужое» = нарушающие гомеостаз влияния; - иммунный ответ = реакция, приводящая систему к исходному состоянию.

История возникновения и развития -С. Тонегава, 1987. Молекулярная биология генов иммуноглобулинов. Решение проблемы разнообразия продуктов иммунной системы; - П. Догерти, Р. Цинкернагель, 1996. Открытие двойного распознавания в иммунологии (распознавание антигенов относительно своих антигенов гистосовместимости).

История возникновения и развития Ч. Дженуэй, 1989: (свое/инфекционное чужеродное): • АПК сами способны различать свое/чужеродное. • АПК активируются только при связывании молекул-PAMPs с помощью рецепторов для инфекционных агентов (сигнал 0, филогенетическая память о инфекционных микроорганизмах).

П. Мацингер, 1994 - теория опасности: • Иммунная система отвечает на опасные антигены, а не на чужеродные • Клетки в нормальном состоянии могут «успокаивающе» действовать на АПК • Клетки, погибающие от апоптоза, активируют процесс фагоцитоза, но не ко-стимуляции. • Опасные антигены определяются как вызывающие некроз или стресс клеток. • АПК по теории опасности активируются сигналами опасности (продуктами поврежденных тканей).

Достижения иммунологии • В области профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней: – Благодаря вакцинации ликвидирована натуральная оспа на земном шаре, снижена до единичных случаев заболеваемость корью, коклюшем, дифтерией и др. инфекциями – Разработана и внедрена в медицинскую практику иммунодиагностика практически всех инфекционных болезней – Для лечения многих инфекционных болезней применяются иммуномодуляторы и специфические иммуноглобулины

Достижения иммунологии • В области онкологии: – Установлены антигены опухолей – Разработаны способы дифференциальной диагностики опухолей – Применение для лечения и профилактики ммуномодуляторов и адаптогенов • В области трансплантологии: – Изучены антигены гистосовместимости – Снижен риск отторжения трансплантатов – Решена проблема переливания крови

Достижения иммунологии • В других областях: – Разработаны иммунологические методы выявления причин бесплодия, аномалий в развитии плода, осложнений в здоровье ребенка и матери (в частности, решена проблема диагностики резус-гемолитической болезни новорожденных) – Установлены причины и иммунные механизмы поражения многих внутренних органов (аутоиммунные болезни) – Изучен иммунный статус организма и разработаны параметры нормоиммунограммы – Значительный прогресс достигнут в выявлении причин, механизмов, способов лечения и профилактики аллергий

Задачи на ближайшее будущее: • Ликвидация и ограничение инфекционной заболеваемости путем иммунопрофилактики принципиально новыми и более качественными вакцинами • Иммунодиагностика, иммунотерапия и иммунопрофилактика злокачественных новообразований • Реализация толерантности для устранения иммунологической несовместимости при пересадке органов и тканей

Задачи на ближайшее будущее: • Поиск эффективных путей профилактики и лечения иммунопатологических состояний и аллергий • Устранение иммунологических конфликтов между матерью и плодом на всех стадиях репродукции • Устранение неблагоприятного влияния на иммунную систему экологических факторов • Поиск новых иммуномодуляторов • Генотерапия и генодиагностика врожденных иммунодефицитов

Иммунная система, определение Иммунная система - совокупность лимфоидных органов, клеток и биомолекул, обеспечивающих адаптационные, защитные и репарационные механизмы организма. Иммунная система - система контроля, обеспечивающая индивидуальность и целостность организма. Иммунная система - совокупность органов, клеток, биомолекул, осуществляющих иммунные реакции.

Особенности иммунной системы: • распространена по всему организму; • клетки и молекулы постоянно рециркулируют, благодаря чему достигают практически всех систем органов (за редким исключением) и ни один антиген не остается незамеченным; • имеет собственные специфические эффекторные механизмы, такие как антитела и эффекторные клетки; • обладает «иммунологической памятью» , т. е. специальными механизмами запоминания информации о чужеродных агентах - “антигенах”.

Особенности иммунной системы: • иерархичность - подчинённость; • интегративность (кооперативность связи) внутрии межсистемная (c нервной, эндокринной системами); • специфичность реагирования; • высокая чувствительность; • разнообразие реакций (выработка антител, ГЗТ, ГНТ, иммунологическая память, иммунологическая толерантность, идиотипы—антиидиотипы и т. д. ); • определенный тип организации - наличие центральных и периферических органов, клеток, молекул

Структура иммунной системы (ИС). ИС включает несколько самостоятельных которые могут реагировать как единое целое: • собственно лимфоидная система, • система полиморфноядерных лейкоцитов, • система мононуклеарных фагоцитов, • система комплемента, • система свертывания. систем, Лимфоидная система Общая масса лимфоидной системы составляет 1, 5 -2 кг. Число лимфоидных клеток 1013. Традиционно выделяют Т-систему (тимусзависимая, ответ клеточного типа) и Всистему (бурсазависимая, ответ гуморального типа). Принцип строения: органно-циркуляторный.

Органы иммунной системы 1. Красный костный мозг 2. Инкапсулированные органы: – Тимус – Селезенка – Лимфатические узлы 3. Неинкапсулированные органы: – Лимфоидная ткань ЖКТ (миндалины, аппендикс, пейеровы бляшки, солитарные фолликулы, внутриэпителиальные лимфоциты) – Лимфоидная ткань бронхов (солитарные фолликулы и внутриэпителиальные лимфоциты) – Лимфоидная ткань слизистых оболочек – Лимфоидная ткань кожи – Периферическая кровь

Органы иммунной системы • Центральные (образование и антигеннезависимая дифференцировка иммунокомпетентных клеток): – Красный костный мозг – Тимус – Бурса (у птиц) • Периферические (антигензависимая дифференцировка клеток – иммунный ответ): – Все остальные

Красный костный мозг 1. ККМ = центральный орган кроветворения и лимфопоэза (место обитания пула кроветворных клеток). Источник всех клеток иммунной системы. 2. ККМ осуществляет полную дифференцировку: Нф, Эф, Бф, Мн, ЕК, ДК, В-Лф 2 типа. 3. ККМ также служит периферическим органом (для В 2 Лф). 4. В онтогенезе замещается жировой тканью

Красный костный мозг КТ Т- 1. Строму ККМ образуют костные пластинки (трабекулы), волокна, ретикулярные клетки, эндотелиальные клетки сосудов ККМ, жировые клетки, остеобласты и остеокласты. 2. Пульпа представлена кроветворной тканью. трабекулы; ЖК-жировая ткань; КТ - кроветворная ткань

Тимус 1. Функция тимуса установлена Д. Миллером и М. Бернетом в 1961 -1964 гг. 2. Тимус возникает в эмбриогенезе путём внедрения 3 и 4 брахиальных выпячиваний эктодермы и 3 и 4 -го карманов листка эндодермы, в мезодерму (мезенхиму). Далее зачаток мигрирует в область грудной клетки. Вскоре после миграции в зачаток тимуса проникают из крови предшественники Т—клеток. 3. Тимус состоит из двух больших долей, которые делятся на более мелкие дольки. В каждой дольке выделяют корковую и мозговую зоны.

4. Клеточный состав тимуса: – эпителиальные клетки (нескольких типов, в т. ч. клетки-няньки). Секретируют цитокины (ИЛ 1, 3, 6, 7 и GM-CSF) и адресные молекулы для тимоцитов (LFA 3, ICAM 1); – тимоциты, ДК (располагаются между корковой и медуллярной областями) и Мф; – тельца Гассаля (медуллярные эпителиальные клетки, содержащие кератогиалин и филаменты); – миоидные клетки (из нейрального гребешка). Проникновение в и выход клеток из тимуса происходит через дольковые венулы с высоким эндотелием, эфферентные лимфатические сосуды.

. 3 7 5 6 1 4 2 1. Корковая зона 2. Мозговое вещество 3. Клетки-няньки 4. Эпителиальные клетки медул. зоны 5. ДК 6. Мф 7. Тимоциты

С возрастом тимус атрофируется. Абсолютная масса тимуса увеличивается до периода половой зрелости, а затем снижается. Относительная масса снижается постоянно с момента рождения. М - медуллярная зона; К - корковая зона; Г - тельца Гассаля; ЖТ - жировая ткань

Лимфатические узлы (ЛУ) 1. ЛУ = множественные инкапсулированные периферические лимфоидные органы бобовидной формы размером от 0, 5 до 1, 5 см. 2. Расположены симметрично-регионарно. Дренируют лимфу из всех барьерных тканей. 3. Включают Т- и В-зависимые зоны с различным клеточным составом и функциями: – Паракортикальная зона (Т) = тяжи ткани вокруг ВЭВ, стремящиеся к мозговой зоне. Тяжи граничат с кортикальным синусом, фолликулами и перивенулярными каналами. В этой области происходит презентация антигенов Т-клеткам интердигитатными ДК из покровных тканей.

– Кортикальная зона (В) разделяется трабекулами на сектора. Функциональной единицей зоны является фолликул: • первичный фолликул образуется нестимулированными В-лимфоцитами и фолликулярными ДК. • герминативный центр (ГЦ). Крупное образование, содержащее активно делящиеся В-лимфоциты, ФДК и редкие Т-хелперы. Различают темную и светлую зоны ГЦ (процессы соматического мутирования и положительной Ag-зависимой селекции). После завершения иммуногенеза ГЦ уменьшается в размерах. Остаточный фолликул часто называют вторичным. – Медуллярная зона. Представлена многочисленными синусами, открывающимися в эфферентный сосуд. Содержит плазмациты, Мф и Т-клетки памяти.

Структура лимфатического узла Капсула Афферентный сосуд Капсула Кортикальный синус ФДК или ИДК Паракортикальн. зона Ретикулярный фибробласт ВЭВ Синус трабекулы Медуллярная зона Эфферентный сосуд

Селезенка 1. Крупный непарный орган 7× 13 см, 80 -300 г. Не содержит лимфатических сосудов. 2. Строма селезенки образована короткими перегородками, трабекулами и ретикулярными клетками. Лимфоидная ткань (белая пульпа) представлена скоплением лимфоцитов вокруг артериол: 3. Т-зона непосредственно окружает артериолу и заполнена Т-лимфоцитами и дендритными клетками. 4. В-зона образована первичными и вторичными фолликулами (как в л/у). 5. Краевая зона содержит макрофаги, различные ДК, В 1 лимфоциты или В-лимфоциты, отвечающие на тимуснезависимые антигены.

Селезенка 1 2 3 4 5 6 1. Краевая зона 2. В-зона 3. Центр размножения 4. Т-зона 5. Артериола 6. Краевой синус

Лимфоидная ткань слизистых оболочек • • глоточное кольцо Пирогова, пейеровы бляшки тонкого кишечника, лимфоидные фолликулы аппендикса, лимфоидная ткань слизистых оболочек бронхов и бронхиол, мочеполовой системы и др. , • внутриэпителиальные лимфоциты.

Лимфоидная ткань слизистых оболочек Теория общности ЛТСО пропагандируется сторонниками концепции «мукозальной» вакцинации. Применение определенных адъювантов дает обнадеживающие результаты (витамин Д 3, агенты, повышающие ц. АМФ). Общепризнанны следующие положения: • существуют адресные молекулы, обеспечивающие возвращение Т-лимфоцитов в регионы, где они проходили Ag-зависимую дифференцировку (кожа, респираторная система, ЖКТ, мочеполовой тракт); • тканевое микроокружение определяет стратегию и тип эффекторного ответа (например, синтез Ig. A и M).

Лимфоидная ткань, ассоциированная с ЖКТ Носоглоточное кольцо Пирогова Вальдейера: миндалины содержат В-зоны 1. - с первичными и вторичными фолликулами. Встречаются Тзоны, образующиеся вокруг ВЭВ. Эпителий в области скопления лимфоидной ткани образует карманы или глубокие щели, облегчая контакт с антигенами. Вокруг лимфоидных элементов - железистые ткани.

2. Лимфоидная ткань тонкого кишечника. Пейеровы бляшки: овоидные выступающие образования на слизистой нижней части подвздошной кишки. Образованы многочисленными вторичными фолликулами и структурами, аналогичными краевой зоне белой пульпы селезенки. Эпителий в области ПБ содержит особые М-клетки, транспортирующие антигены с поверхности к лимфоидным клеткам. 1 3 2 5 4 6 1. Энтероцит 2. М-клетка 3. Т-зона 4. В-зона 5. Фолликул 6. Серозная оболочка кишки

Аппендикс: овоидные выступающие образования, занимающие большую часть подслизистой червеобразного отростка. Анатомический эквивалент фабрициевой сумки (функционирует на ранних этапах онтогенеза). С течением жизни подвергается атрофии. 1. Срез аппендикса 10 -летнего мальчика 2. Срез аппендикса 36 летнего мужчины

Клетки мукозальной лимфоидной ткани ЖКТ 1. Т-лимфоциты lamina propria преимущественно CD 4+, Th 2 и Th 3 преобладают. 2. Внутриэпителиальные Т-клетки преимущественно CD 8+, значительная часть представлена γ/δ-Tc. R лимфоцитами. 3. Субпопуляции Т-лимфоцитов: α/β-Tc. R+ T клетки: • CD 8+ киллеры, тропные к ЖКТ; • CD 4+ эффекторы, тропные к ЖКТ; • Т-клетки памяти эффекторы/регуляторы. γ/δ -Tc. R+ Т-лимфоциты: • CD 8+ эффекторы/регуляторы. 4. Миелоидные ДК расположены на lamina propria тонкого кишечника и непосредственно захватывают антигены из кишечника

Функционирование мукозальной лимфоидной ткани 1. Место индукции иммунного ответа: лимфоэпителиальные ткани (Пейеровы бляшки) 2. Место эффекторного ответа: Lamina propria, эпителий 3. Формула ответа: • Ag захватывается М-клетками и доставляется к АПК • АПК активируются и мигрируют в Т-зону • АПК активируют Т-лимфоциты, Т-лимфоциты управляют В-лимфоцитами • Формируются фолликулы • В-лимфоциты трансформируются в Ig. A+ плазмациты 4. Т-клетки: • регулируют интенсивность ответа • выполняют эффекторную функцию

Лимфоидная ткань, ассоциированная с бронхами (ЛТАБ) 1. Конститутивная ЛТАБ обнаруживается по ходу бронхов у мышей и человека. Развивается по антигеннезависимому пути (с высокой частотой встречаются клетки, нормально синтезирующие Ig. D). 2. Индуцированная ЛТАБ: • • • развивается при инфекциях респираторного тракта; замещает конвенционную лимфоидную ткань; характеризуется замедленной кинетикой развития; имеет типичную структуру: В-зоны, содержащие фолликулы, разделенные Т-зонами вокруг ВЭВ, но варьирует по выраженности, не связана с эпителием; значительное развитие наблюдается при повторных инфекциях респираторного тракта и приводит к снижению заболеваемости и смертности (на мышиных моделях)

Лимфоидная ткань, ассоциированная с кожей 1. Эпидермис содержит: • кератиноциты: барьерная функция и функция раннего обнаружения (опасности). Синтезируют ИЛ 1, 18, ФНО-альфа, дефензины; • небольшое количество γ/δ CD 8+ Тлимфоцитов. 2. Дерма содержит клетки Лангерганса, тучные клетки и небольшое количество тропных к коже Т -клеток памяти. 3. Венулы дермы постоянно экспрессируют рецепторы хоминга для CLA+ Т-лимфоцитов (функция надзора).

Формула ответа 1. Индукция воспаления, активация и захват Ag специализированными АПК, транспортировка в регионарные лимфоузлы. 2. Формирование клонов тропных к коже Тлимфоцитов эффекторов/регуляторов. 3. Формирование клонов политропных Тлимфоцитов эффекторов/регуляторов

Клетки иммунной системы: • • В-лимфоциты Т-лимфоциты Естественные киллеры Фагоциты: – полиморфноядерные (Нф, Бф, Эф) – мононуклеарные (Мн, Мф) • • Дендритные клетки Фибробласты Эндотелиальные клетки Тучные клетки

Молекулы иммунной системы • • Иммуноглобулины (антитела) Белки системы комплемента Лизоцим Медиаторы иммунной системы – молекулы дистантного взаимодействия клеток: – гормоны: • тимуса • миелопептиды – цитокины

Молекулы иммунной системы • Рецепторы: – антигенспецифические: • Т-клеточный рецептор (TCR) • В-клеточный рецептор (BCR) – антигеннеспецифические: • к митогенам • гормонам тимуса • цитокинам • белкам системы комплемента • иммуноглобулинам и др.

Молекулы иммунной системы • Антигены: – дифференцировочные (CD-антигены - от англ. claster of definition) – главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) • Адгезивные молекулы – мембранные молекулы контактного взаимодействия клеток друг с другом, с эндотелием или внеклеточным матриксом: – Интегрины – Селектины

Главный комплекс гистосовместимости • (ГКГ или МНС - маjor histoсоmpatibility complex) – участок короткого плеча 6 -й хромосомы. • Включает гены трех классов – I, III. Каждый имеет несколько локусов – I (А, В, С и др. ), II (DP, DQ, DR), III (С 4, В, С 2 и др. ). У человека ГКГ называется также НLА (human lеucocyte antigens) !!! Антигены системы ГКГ I класса имеют все ядросодержащие клетки, а ГКГ II класса — только иммунокомпетентные клетки.

• Важнейшей характеристикой генов ГКГ является их разнообразие и полиморфизм, так как в каждом локусе содержится большое количество генов разных специфичностей (много аллельных вариантов). Это является основой строгой индивидуальности набора трансплантационных антигенов у каждого человека. Возможных наборов вариантов более 400 млн.

Основные функции ГКГ ØОбеспечивает реализацию иммунного ответа. Гены I и II классов кодируют белки – молекулы распознавания I и II классов. Названы так в связи с тем, что способны распознавать чужеродные антигены и участвовать в презентации АПК антигенного пептида Тлимфоцитам. ØОбеспечивает иммунологическую реактивность организма в целом. Это связано с наличием в ГКГ генов иммунного ответа (Ir – immune response) и генов подавления иммунного ответа (Is-immune supresion), регулирующих иммунный ответ

Схема ГКГ • Класс I – локусы В, С, А – «классические» , кодируют трансплантационные антигены. Локусы F, G, E кодируют молекулы, участвующие в презентации антигена. • Класс II – локусы DR, DP, DQ – «классические» , кодируют трансплантационные антигены и молекулы, участвующие в презентации антигена. У других генов функция вспомогательная. • Класс III – Не кодируют антигены гистосовместимости и не участвуют в презентации. С 2, С 4, Bf – кодируют компоненты комплемента.

Строение молекулы ГКГ I Трансмембранные гликопротеиды. Одна тяжелая цепь нековалентно ассоциированная с молекулой бета-2 микроглобулина. Эта тяжелая цепь делится на три внеклеточных домена – альфа-1 (концевой), альфа-2, альфа-3, трансмембранный фрагмент и цитоплазматический хвост. Между первым и вторым доменами борозда для пептида. Бета-2 -микроглобулин участвует в узнавании и связывании пептида. Обусловливает транспорт молекул 1 класса к мембране клетки и ее экспрессию. Мембрана клетки Цитоплазма

Строение молекулы ГКГ II • Трансмембранные гликопротеиды. Две полипептидные цепи – альфа и бета, соединенные нековалентными связями. • Внеклеточные части двух доменов (альфа-1 и альфа-2 или бета-1 и бета-2) соединены с трансмембранными частями и цитоплазматическим доменом. • Пептид связывающая борозда образуется концевыми фрагментами альфа-1 и бета 1 доменов. • Экспрессируются на АПК, Вклетках, активированных Тклетках. α 1 Мембрана клетки цитоплазма Цитоплазма

α 2 α 1 β 1 α 1

Связь ГКГ с заболеваниями • Наличие определенных антигенов ГКГ часто обусловливают предрасположенность к тому или иному заболеванию. Наиболее часто это связано с антигенами локусов А, В и DR. • Предрасположенность к аллергии и аутоиммунным заболеваниям, резистентность к инфекциям ассоциированы с конкретными фенотипами HLA системы: – 95% больных анкилозирующим спондилоартритом (болезнь Бехтерева) имеют антиген HLA-В 27. – системная красная волчанка - чаще у лиц с HLA-B 8, – псориаз – HLA-C 6, – врожденные аномалии сердца – HLA-A 2, – рассеянный склероз – HLA-DR 2.

Цитокины • Биоактивные пептиды или белки, обладающие гормоноподобным действием, и служащие для взаимодействия клеток иммунной, кроветворной, нервной, эндокринной систем • Секретируются главным образом активированными клетками иммунной системы. Индуцибельный процесс. • Являются факторами роста, активации, дифференцировки клеток. • После взаимодействия цитокинов с рецепторами клеток возникает сигнал, который через внутриклеточную систему ферментов и медиаторов передается в ядро, где активируются соответствующие гены. Продукты генов осуществляют регуляцию иммунной системы.

ü Цитокины действуют по эстафетному принципу: воздействие цитокина на клетку вызывает образование ею других цитокинов (цитокиновый каскад). ü Один и тот же цитокин может продуцироваться различными клетками организма в разных органах. ü Один и тот же цитокин может действовать на многие типы клеток, вызывая различные эффекты в зависимости от вида клеток-мишеней. ü Для цитокинов характерна взаимозаменяемость биологического действия. Несколько разных цитокинов могут вызывать один и тот же биологический эффект либо обладать похожей активностью.

По преобладающим свойствам различают цитокины: Ø Регуляторы воспаления: ФНОα, ИЛ 1, ИЛ 6, ИЛ 12; Ø Регуляторы активации, пролиферации и дифференцировки лимфоцитов: ИЛ 4, ИЛ 13, ИЛ 2 Ø Регуляторы иммунного воспаления: ИЛ 5, ИЛ 9, ИЛ 10, ИЛ 12 Ø Факторы роста и дифференцировки: ИЛ 3, ИЛ 7, ИЛ 11

К цитокинам относятся: ►интерлейкины (ИЛ) ►факторы некроза опухолей (ФНО) ►трансформирующие ростовые факторы ►колониестимулирующие факторы (КСФ) ►хемокины ►интерфероны (ИФН)

ИНТЕРЛЕЙКИНЫ • Цитокины, ответственные за межклеточные взаимодействия между клетками иммунной системы. • Описано свыше 30 интерлейкинов, которые обозначаются буквами ИЛ и цифрой (ИЛ-1 ИЛ 30) или английской абревиатурой (например MIF). • Продуцируются макрофагами, Т-лимфоцитами, нейтрофилами, тучными клетками, базофилами, эндотелиоцитами и др. клетками при стимуляции антигенами. Все являются гликопротеидами

ФАКТОРЫ НЕКРОЗА ОПУХОЛЕЙ (ФНО) Имеется два вида ФНО. Оба относятся к воспалительным цитокинам. Рецепторы к ФНО присутствуют на большинстве типов клеток. 1. ФНО-альфа (кахексин). Продуцируется многими клетками, включая моноциты, Т- и В-лимфоциты. Стимулирует местное воспаление, синдром септического шока, вызывает лихорадку, повреждает клетки, в том числе и опухлевые. В больших концентрациях приводит к кахексии. Способствует активации Т- и В-лимфоцитов, продукции ИЛ-1 и ИЛ-6, экспрессии молекул ГКГ. 2. ФНО-бета (лимфотоксин). Секретируется Т- и Влимфоцитами. Также является медиатором воспаления, но основная функция – индукция апоптоза у клетокмишеней.

РОСТОВЫЕ ФАКТОРЫ • Трансформирующий ростовой фактор-β (TGF-β – transforming growth factor- β) – иммуносупрессор, подавляет иммунный ответ, когда теряется его необходимость (например, при ликвидации инфекции). • Основная функция – подавление роста и активности Т-лимфоцитов. Также подавляет функции макрофагов, В-лимфоцитов, нейтрофилов, ЕК. • Продуцируется многими типами клеток, включая В- и Т-лимфоцитами, моноцитами.

КОЛОНИЕСТИМУЛИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ (КСФ) • Цитокины кровотворения. Стимулируют процесс образования колоний миелоидных и моноцитарных клеток в костном мозге. • Продуцируются стромальными клетками кроветворных и лимфоидных органов, моноцитами, Ти В-лимфоцитами. • По специфичности различают три типа КСФ, усиливающих рост, дифференцировку и активацию: üГранулоцитов (КСФ-Г) üМоноцитов (КСФ-М) üГранулоцитов и моноцитов (КСФ-ГМ)

ХЕМОКИНЫ • Название происходит от двух слов «хемотаксис» и «цитокин» , что отражает их основную функцию. • Являются пептидами (их более 50) и контролируют миграцию и активацию клеток иммунной системы (Гц, Мн, Тлф, Эф). Привлекают в очаг воспаления лимфоциты и лейкоциты из крови. • Продуцируются Гц, Мн, Лф, Тц, фибробластами, клетками эпителия чаще всего на действие ИЛ-1, ИЛ-6, а также при повреждениях. • Для хемокинов на клетках имеются специальные рецепторы. • Играют существенную роль при аллергии, инфекции, аутоиммунных болезнях, воспалении, опухлевом росте.

Интерфероны (INF) • Синтезируются неспецифическими клетками под влиянием вирусов, бактерий или других факторов, либо антигенстимулированными Т-лимфоцитами • 12 (у человека – 9) видов ИФ, обозначаемых греческими буквами • Объединены в три семейства: – Большинство – INF I типа (α, β, δ, ε, κ, τ, ω) – Тип II – INFγ (ранее – иммунный), – Тип III – INFλ 1, INFλ 2, INFλ 3 • Обладают противовирусной, противоопухолевой и иммунорегуляторной активностью

Механизмы действия цитокинов Ø Интракринный механизм — действие цитокинов внутри клетки-продуцента. Ø Аутокринный механизм — действие секретируемого цитокина на саму секретирующую клетку Ø Паракринный механизм — на близкорасположенные клетки и ткани. Ø Эндокринный механизм — на расстоянии

Клеточные рецепторы (CD-молекулы) • Для взаимодействия с цитокинами, комплементом, молекулами гормонов и др. на мембранах клеток системы иммунитета имеются рецепторы (антигены) – макромолекулы, обеспечивающие проведение сигнала в цитоплазму клетки, что приводит к ее активации, супрессии или апоптозу • Эти макромолекулы получили название CDантигенов (clusters of differentiation). Известно около 250 СD антигенов, обозначаемых буквами CD и цифрами (СD 1, CD 2 и тд. ). Некоторые из них являются маркерами определенных типов клеток

Адгезивные молекулы • Одним из важнейших свойств клеток иммунной системы является их способность к миграции. • Это свойство реализуется прямым контактом и взаимодействием клеток между собой с помощью рецепторов, получивших общее название – АДГЕЗИНЫ. Адгезины постоянно присутствуют на мембране клеток или формируются на ней в процессе иммунного ответа. • Основой их реагирования является прилипание за счет сил физико-химических взаимодействий. Все адгезины играют ключевую роль в проникновении клеток иммунной системы в ткани.

Основные группы адгезинов: ØНекоторые представители суперсемейства иммуноглобулинов ØСелектины ØИнтегрины ØМуцины ØКадгерины ØХемокины ØИ др.

Суперсемейство иммуноглобулинов • Включает молекулы белков у которых есть хотя бы один консервативный иммуноглобулиновый домен, состоящий из 70 -100 аминокислот. Т. е. они имеют сходство с молекулой Ig. • Суперсемейство включает более 70 молекул (молекулы МНС I и II классов, Т-клеточный рецептор, комплекс CD 3, корецепторы СD 4 и СD 8), • Адгезинами являются молекулы ICAM-1, ICAM-2, LFA-3, VCAM-1 и др. Молекулы ICAM (intercellular adhesion molecules) широко представлены на лейкоцитах и эндотелии сосудов и эпителии. Участвуют в воспалении и миграции лейкоцитов через стенки сосудов

Селектины • Рецепторы поверхности лимфоцитов, нейтрофилов, моноцитов, эозинофилов, взаимодействующие с муциноподобными молекулами эндотелия сосудов. • Выделяют Е-селектин (на клетках эндотелия), Рселектин (на тромбоцитах), L-селектин (на лейкоцитах) • Обеспечивают начальный этап миграции клеток через эпителий – «роллинг-эффект» (эффект качения). • Участвуют в остановке клеток для их миграции через эндотелий сосудов.

Интегрины • Обеспечивают взаимодействие клеток с межклеточным веществом, связывают цитоскелет клеток с компонентами межклеточного матрикса. • Имеются на поверхности Т-лимфоцитов, моноцитов, макрофагов, дендритных клеток, нейтрофилов, компонентах внеклеточного матрикса. • Представлены двумя мембранными аминокислотными цепями • Обеспечивают адгезию ИКК крови к эндотелию сосудов, друг к другу, к внеклеточному матриксу и их миграцию в ткани.

Муцины (муцин-подобные адрессины) • Высокомолекулярные гликопротеины, содержащие во внеклеточной части многочисленные углеводные цепочки, ковалентно связанные с центральным протеином. • Основным лигандом для муцинов являются селектины, • Муцины присутствуют на мембранах клеток эндотелия сосудов и др. клетках

Кадгерины • Кальцийзависимые адгезивные молекулы. Внеклеточные домены этих белков связывают ионы кальция. • Участвуют в структурной организации тканей, обеспечивают их целостность. • На иммуннокомпетентных клетках не обнаружены

Хемокины • Группа молекул адгезии, обеспечивающая направленное движение ИКК согласно градиенту концентрации; • Участвуют в развитии клеточной фазы воспаления; • Способны связываться с элементами матрикса и рецепторами на поверхности клетки; • Вызывают активацию и изменение структуры цитоскелета клеток;

Группы (семейства) хемокинов • СС – 27: – индуцируют миграцию Мн, NK, ДК. • СХС – 17 – нейтрофилов • С– 2 • – Т-лимфоцитов в тимус СХ 3 С – 1 (Фракталин) – хемотаксический цитокин и молекула клеточной адгезии.

Главные CD-маркеры клеток Обозначение кластера Клетки СD 10, CD 34 CD 3 CD 4 CD 8 Стволовая клетка Т-лимфоцит хелпер Т-лимфоцит цитотоксический В-лимфоцит CD 19, CD 72 и др. CD 16 Естественный киллер CD 14, CD 64 Моноцит, макрофаг

РОЛЬ АДГЕЗИНОВ В РАЗВИТИИ ВОСПАЛЕНИЯ • Первый этап – под влиянием цитокинов на поверхности эндотелия и лейкоцитов появляются молекулы селектинов, которые тормозят движение лейкоцита, приближают его к эндотелию и он начинает «катиться» по его поверхности. • Второй этап – прикрепление. По мере приближения к очагу воспаления под влиянием хемокинов лейкоциты прилипают к эндотелию (распластываются). • Третий этап – трансмиграция. С помощью интегринов лейкоциты проникают между клетками эндотелия и попадают в ткань (воспалительный очаг).

Взаимодействие клеток иммунной системы 1. Взаимодействие с клетками эндотелия (миграция клеток из сосудов в ткани). 2. Взаимодействие с элементами матрикса (миграция в тканях). 3. Взаимодействия клеток иммунной системы между собой (АПК, Т-лимфоциты, Влимфоциты). 4. Дистантные взаимодействия клеток иммунной системы между собой (цитокины). 5. Межсистемные взаимодействия (нейроэндокринная регуляция иммунной системы).

Миграция клеток их кровотока в ткани

СХЕМА МИГРАЦИИ КЛЕТОК эндотелий Просвет сосуда I этап III этап Очаг воспаления

Иммунологические феномены • • Иммунитет Аллергия Иммунологическая память Иммунологическая толерантность

Иммунитет это совокупность защитных и приспособительных реакций организма, направленных на поддержание гомеостаза, на защиту от инфекций и других чужеродных агентов

Иммунитет: • Реакция древняя (возникла вместе с инфекцией • Универсальная (на всех этапах развития материи у всех особей без исключения) • Уникальная (встречается только у живых организмов) • Многокомпонентная и многообразная реакция в проявлениях

2 вида иммунитета • Естественный (врожденный) • Приобретенный (адаптивный)

Естественный (врожденный) иммунитет • Это такая форма невосприимчивости организма, которая осуществляется всей совокупностью биологических особенностей организма и которая не связана с явлением специфического иммунного ответа

Врожденный иммунитет: • Видовой • Передается по наследству • Возникает без внешних воздействий, в результате реализации генома • Неспецифичен и неклонален • Проявляется сразу после попадания чужеродного агента Приобретенный иммунитет: • Индивидуальный • Не передаётся по наследству • Индуцирован • Специфичен • Проявляется не сразу В основе – иммунный ответ организма

Факторы врожденного иммунитета • Неиммунные – не связаны с иммунной системой • Иммунные – неспецифические факторы иммунной системы

Неиммунные факторы • Барьерные свойства кожи и слизистых оболочек • Антимикробные (бактерицидные) свойства кожи и слизистых: – – Сальный секрет Молочная кислота, ионы тяжелых металлов пота Лизоцим Соляная кислота желудочного сока, желчь и др. • Нормальная микрофлора: – Конкуренция – Выделение бактериоцинов

Неиммунные факторы • Ареактивность клеток: – Отсутствие рецепторов (для вирусов и токсинов) – Отсутствие факторов роста для паразита • Гормональный баланс • Воспалительная реакция: – Температурная – Местная гипоксия – Ацидоз • Выделительная реакция

Иммунные факторы Гуморальные • Система комплемента • Лизоцим • Бета-лизины • Интерфероны • Белки острой фазы воспаления • Лактоферрин • Трансферрин и др. Клеточные • Фагоциты • Естественные киллеры

Система комплемента (С) - Совокупность белков крови (более 30 белков и белковых комплексов), циркулирующих в неактивном состоянии и объединенных каскадным реагированием при их активации

Состав системы комплемента: • Компоненты: С 1, С 2, С 3 …С 9 (всего 11 белков, компонент С 1 – 3 белка: q, r, s) • Факторы B, D, P • Регуляторные белки: С 1 -ингибитор, фактор I (С 3 в-инактиватор), фактор Н – действует вместе с фактором I • Рецепторы белков комплемента (на клетках)- CR 1 -CR 4

Активация комплемента • Процесс расщепления белка на 2 фрагмента (а и в) либо изменение его конформации, в результате чего белок приобретает способность активировать последующий компонент системы. Протекает каскадно.

Пути активации С • Классический • Альтернативный • Лектиновый

Классический путь • Протекает в иммунном организме • Активаторы: – Иммунный комплекс (Аг-Ат) – Агрегированные Ig – СРБ+ПС • Участвуют все 9 компонентов • Основные ферментативно активные комплексы: – С 1 -эстераза – С 3 -конвертаза (С 4 в. С 2 а) – Мембраноатакующий комплекс (МАК): С 5 в 6789

Альтернативный путь • Протекает в неиммунном организме (без участия комплекса Аг-Ат) • Основные активаторы – бактериальные продукты (ЛПС, ПС) • Не участвуют ранние белки (С 1, С 4, С 2) • Участвуют факторы B, D, P и поздние белки (С 3, С 5 -С 9).

Лектиновый путь • Инициируется маннансвязывающим белком (МСБ) - лектином крови, структурным аналогом С 1 q. • МСБ способен распознавать некоторые углеводы на поверхности микробов (например маннозу), связывается с маннозой поверхности микробной клетки с последующим расщеплением С 4 -, С 2 компонентов комплемента и образованием СЗ-конвертазы классического пути (С 4 b 2 a).

Схема путей активации комплемента

Пути активации комплемента

Функции системы комплемента • Лизис мембран бактерий (бактериолиз) • Цитолиз (лизис соматических клеток) – в цитотоксических и аутоиммунных реакциях • Нейтрализация вирусов – С 1, С 4, С 2 • Хемотаксическая активность для фагоцитов – С 5 а, С 3 а • Опсонизация объектов фагоцитоза (С 3 в)

Функции системы комплемента • Анафилатоксическая активность (С 3 а, С 5 а) – индукция воспаления: – адсорбция на рецепторах тучных клеток и базофилах, индукция их дегрануляции – прямое воздействие на гладкие мышечные волокна и повышение проницаемости сосудов – активация фагоцитов в выбросу лизосомальных ферментов • Иммунорегуляция (С 3 а, С 5 а) – активация и ингибиция Т-лимфоцитов при взаимодействии с рецепторами

Регуляторные механизмы системы комплемента А. Ферменты плазмы крови: расщепляют и инактивируют компоненты комплемента • Фактор I – расщепляет С 3 b как в растворе, так и на поверхности клетки – расщепленный С 3 b не способен функционировать в составе комплекса С 4 b 2 a 3 b – образуются биоактивные продукты расщепления: С 3 с и С 3 е – фактор I расщепляет также С 4 b, но только в присутствии С 4 b связывающего белка • Инактиватор анафилатоксинов (сывороточная карбоксипептидаза N) - разрушает С 3 а, С 5 а, С 4 а

Б. Белки плазмы крови: связывают и угнетают активность компонентов комплемента • С 1 INH - (альфа-глобулин плазмы) – угнетает активность С 1 -эстеразы путем диссоциации комплекса на субъединицы. Ингибирует также плазмин, калликреин, активированный фактор Хагемана и Xia фактор свертывания – клиническая значимость: недостаточность ингибитора ассоциируется с врожденным ангионевротическим отеком • Фактор H - работает вместе с фактором I, связывая и инактивируя С 3 b. При этом образуется неактивный i. C 3 b • C 4 b. BP - контролирует активность связанного с клеточной мембраной С 4 b. Подобно фактору Н в случае с С 3 b, С 4 b. BP связывается с С 4 b и делает его доступным атаке фактора I • S-белок (витронектин) - защищает клетки-мишени от лизиса путем связывания неустойчивого комплекса С 5 b 67. – результирующий комплекс не может встроиться в мембрану

В. Регуляторные белки клеточных мембран • Фактор, ускоряющий разрушение (DAF) и мембранный кофакторный белок (MCP) выполняют те же функции, что фактор Н и C 4 b. BP, но действуют на С 3 b и C 4 b на поверхности клетки. • DAF препятствует образованию С 3 конвертаз путем ускорения диссоциации С 4 b с С 2 a и C 3 b c Bb – Клиническая значимость: дефицит DAF ассоциируется с пароксизмальной ночной гемоглобинурией - эритроциты таких людей характеризуются повышенной чувствительностью к комплемент-опосредованному лизису • MCP - интегральный мембранный белок, способствующий протеолитической инактивации С 3 b и C 4 b фактором I. • Гомологичный ограничивающий фактор (HRF) или С 8 связывающий белок; препятствует ассоциации С 8 с комплексом С 5 b 67.

Дефекты системы комплемента • Дефект ингибитора С 1 – наследственный ангионевротический отек • С 1, С 4, С 2 – аутоиммунные заболевания, нарушение удаления ИК • С 3 – рецидивирующие гнойные инфекции • С 5, 6, 7 – бактериальные инфекции (в основном, вызванные Neisseria)

Лизоцим фермент муромидаза, расщепляет муреин клеточных стенок грамположительных бактерий содержится: - на слизистых (фактор местного иммунитета) - в лизосомах фагоцитов (фактор внутриклеточной бактерицидности) - в сыворотке (меньше)

Белки острой фазы • • • фибриноген, С-реактивный белок, амилоидный белок плазмы, маннозо-связывающий белок, альфа-1 -антитрипсин и др. • Эти факторы постоянно присутствуют в норме в плазме крови, однако при системном воспалении, под воздействием ИЛ 1, ФНОа и, особенно, ИЛ 6, их синтез клетками ретикуло-эндотелиальной системы и гепатоцитами повышается на несколько порядков. Определение некоторых белков острой фазы (ЦРБ) применяется в клинике для оценки интенсивности воспаления.

С-реактивный белок. Амилоидный белок плазмы • Оба фактора относят к семейству пентраксинов (состоят из 5 субъединиц) • По химическому строению и свойствам они относятся к лектинам С-типа, т. е. связываются с углеводными молекулами на поверхности клеток микробов • При связывании активируют комплемент по классическому и альтернативному пути. • Связанный ЦРБ является хемоаттрактантом и опсонином для нейтрофилов. • При деградации пентраксинов высвобождаются фрагменты, активирующие макрофаги и стимулирующие синтез провоспалительных цитокинов.

Маннозо-связывающий белок • Относится к семейству коллектинов (по структуре напоминает С 1 q). Каждая цепь содержит коллагеноподобный участок и С-лектиновый участок, специфичный к терминальным сахарам микробов (маннозе, фукозе, глюкозамину). • При связывании соответствующих сахаров на фрагментах клеточной стенки микробов белок изменяет конформацию и превращается в сериновую протеазу. – Этот фермент способен активировать протеазы, ассоциированные с маннозо-связывающим белком (запуск лектинового пути активации комплемента), а также расщеплять факторы С 2 и С 4 (запуск классического пути активации системы комплемента).

Интерфероны - группа белков, обладающих противовирусной активностью. Синтезируются эукариотическими клетками в ответ на внедрение ряда биологических агентов

Транспортные белки • Лактоферрин • Трансферрин • Церулоплазмин – Обладают бактериостатическим действием вследствие конкуренции с микроорганизмами на Fe, Cu, которые являются для них факторами роста

Клетки системы врожденного иммунитета Миелоидной природы 1. Мононуклеарные лейкоциты • Макрофаги, моноциты 2. Полиморфноядерные лейкоциты (гранулоциты) • Нейтрофилы • Эозинофилы • Базофилы 3. Тучные клетки 4. Дендритные клетки Лимфоидной природы 1. Естественные киллеры (ЕК) Лимфоциты с двойственной функцией 2. γδ T лимфоциты 3. B-1 B лимфоциты

Нейтрофилы В крови - 2 -3 х109/л В КМ - в 10 -30 раз больше Стадии дифференцировки Цитокины Стволовая клетка Полипотентный предшественник ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-6 Предшественник гранулоцитов Миелобласт Промиелоцит ГМ-КСФ, Миелоцит ИЛ-3 Юный Палочкоядерный Зрелый Время дифференцировки = 10 -12 дней Время нахождения в крови = 10 часов Время жизни в тканях = 1 -3 дня*

Маркеры нейтрофилов 1. Ферменты: • миелопероксидаза • аминопептидаза • щелочная фосфатаза 2. Мембранные антигены: • ГКГС I класса • Интегрины бета 1: LFA 1, Mac 1; • CD 14, 31, 65, 66, 92 3. Рецепторы: • ТПР • для Fc фрагмента Ig. G 2 и 3 - CD 32, CD 16 • для факторов комплемента - CR 1, 2, 3 • для хемотаксинов - формил-Мет-Лей-Фен-пептидов, ИЛ 8 и др. CXC хемокинов, С 3 а и С 5 а; • для гормонов, нейромедиаторов.

Функции нейтрофилов 1. Противомикробные: • • важнейший мобильный элемент иммунной системы фагоцитоз секреция противомикробных веществ регуляция воспаления (синтез цитокинов, хемокинов и медиаторов). 2. Цитотоксичность: • по механизму АЗКЦ 3. Трофическая: • Большинство нейтрофилов не покидают КМ • Остальные проникают в ткани и погибают от апоптоза • ~1 % выходит в ротовую полость через зубо-десневые щели.

Эозинофилы • Небольшие клетки (~9 мкм) с сегментированным ядром, содержащие крупные эозинофильные гранулы • Составляют 0, 5 -2% лейкоцитов крови • Образуются из миелоидных предшественников аналогично нейтрофилам, дифференцируются на конечном этапе под влиянием ИЛ 5 • В крови находятся ~ 30 минут • Срок жизни - 15 дней

Эозинофилы Маркеры: 1. Ферменты: • кислая фосфатаза, • арилсульфатаза, • эластаза, • миелопероксидаза 2. Основной белок 3. Рецепторы • для Fc фрагментов Ig. G II и Ig. E II (CD 32 и CD 23) • для факторов комплемента • для хемокинов (эотаксина) Функции: 1. внеклеточный цитолиз (против паразитов) 2. регуляция аллергического воспаления

Моноциты Макрофаги Всего 1011 шт. Моноциты крови: 2 -8%, 500 - 1000 /мм 3 Стадии дифференцировки Цитокины Стволовая клетка Полипотентный предшественник ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-6 Предшественник моноцитов Монобласт Промоноцит M-КСФ, ГМ-КСФ, Моноцит ИЛ-3 Макрофаг (Дендритная клетка) Время дифференцировки = 8 -10 дней Время нахождения в крови = 1 -4 дня Время жизни в тканях = месяцы

Морфологические формы макрофагов • Крупные клетки (15 -25 мкм) с ядром неправильной формы и диффузным хроматином. Клетки полиморфные. • Бывают мобильные (свободные) и резидентные (фиксированные): • • • Купферовские клетки печени Альвеолярные макрофаги Перитонеальные макрофаги Мезенгиальные клетки почек Глиальные клетки ЦНС Макрофаги лимфоидных органов

Маркеры макрофагов 1. Ферменты: • неспецифическая эстераза • бета-галактозидаза • 5 -нуклеотидаза • аминопептидаза 2. Антигены клеточной поверхности: • ГКГС I и II классов • Интегрины: бета 1 - VLA 1 -6; бета 2 - LFA 1, Mac 1 • ICAM 1, 2; CD 31, 45, 40, 86 и др. 3. Рецепторы: • для Fc фрагмента Ig. G - CD 64, CD 32, CD 16 • для факторов комплемента: CR 1, 2, 3, 4 • для фибрина, гормонов, нейромедиаторов и т. д.

Функции макрофагов 1. Фагоцитоз (клиренс апоптических клеток и ИК) 2. Внеклеточный цитолиз 3. Синтез защитных факторов 4. Процессинг и презентация антигена 5. Регуляция иммунного ответа

Дендритные клетки Группа клеток различной природы (КМ - локальные; миелоидные - лимфоидные), обладающих способностью эффективно захватывать, процессировать и презентировать антиген лимфоцитам. Уникальные свойства ДК: • высокая экспрессия молекул ГКГС I и II класса; • высокая экспрессия CD 80, CD 86 и CD 40; • способность продуцировать регуляторные цитокины, определяющие характер и тип иммунного ответа (ИЛ 12, ИФН-альфа); • высокая концентрация в лимфоидных органах; • диффузное распространение в организме (при большом общем количестве в тканях их мало);

ДЕНДРИТНЫЕ КЛЕТКИ • Отростчатые, ветвистые клетки; основные представители антигенпрезентирующих клеток. Они активируют наивные Т-лимфоциты при первом контакте их с антигеном. • Дендритные клетки костномозгового происхождения находятся в слизистых оболочках и коже (клетки Лангерганса) Они более активны, чем макрофаги, в индукции иммунного ответа. • Дендритные клетки некостномозгового происхождения - фолликулярные дендритные клетки находятся в первичных и вторичных фолликулах лимфоузлов, селезенки и лимфоидной ткани слизистых оболочек.

ДЕНДРИТНАЯ КЛЕТКА

Естественные киллеры (ЕК) • или нормальные киллеры (НК, NK). • Морфологически - большие (12 -15 мкм) гранулярные лимфоциты. • Составляют 5 -20% лимфоцитов периферической крови), • содержащие белок перфорин и сериновые эстеразы - гранзимы. • Накапливаются в тканях: печень - до 50% всех лимфоцитов; селезенка - 10%; легкие - 30%.

• ЕК происходят из КМ • Стадии дифференцировки: – стволовая клетка – предшественник лимфоцитов – предшественник тимоцитов – предшественник ЕК – ЕК. • Важную роль в развитии ЕК играют ИЛ 2, ИЛ 15 и ИЛ 21 (стимуляция), а также ИЛ 3 (угнетение). • Активируются ИЛ 2, ИЛ 18, ИФНгамма.

Основное свойство ЕК • способность лизировать клетки-мишени без предварительного контакта с антигеном. Клетки-мишени для ЕК - практически все ядросодержащие клетки, но наибольшая активность проявляется по отношению к опухолевым и пораженным вирусом клеткам.

Цитотоксический механизм ЕК • Секреция белка перфорина. • Связываясь с мембраной клетки, перфорин формирует в ней трансмембранный канал, через который в клетку впрыскиваются гранзимы, активирующие в ней каспазы (сериновые протеазы), • Каспазы активируют эндонуклеазы → фрагментация ДНК → апоптоз. • Процесс лизиса осуществляется за 1 -2 часа – прямая (спонтанная) клеточноопосредованная цитотоксичность. • Действуют совместно с гамма-интерфероном и ИЛ-2

Функции ЕК 1. Противоопухолевый иммунитет 2. Противовирусный иммунитет 3. Иммунитет против грибов и внутриклеточных паразитов 4. Регуляция иммунного ответа

Распознавание в системе врожденного иммунитета 1. Возможности для распознавания ограничены геномом и высокой скоростью ответа микробы очень гетерогенны и вариабельны 2. Объекты для распознавания должны быть: • универсальными, • высоко консервативными • отсутствовать на собственных тканях 3. Требуется исключить повреждение собственных клеток и молекул • отсутствие мишени для распознавания • присутствие нейтрализующих факторов • одновременное распознавание своего (и запрещение атаки)

Объекты (структуры, паттерны) распознавания – PAMP (от англ. – patogen-associated molecular patterns) 1. Пептидогликан грам+ бактерий 2. Липополисахарид грам- бактерий 3. Маннаны бактерий и грибов 4. Двунитевая РНК вирусов 5. Сp. G-содержащая ДНК бактерий и вирусов 6. Флагеллин бактерий и простейших 7. Формил-Мет-Лей-Фен-пептиды бактерий и др.

Рецепторы системы врожденного иммунитета 1. Рецепторы для распознавания микробов - результат эволюции/отбора и совершенствования полезных молекул - закреплены наследственно 2. Такие рецепторы имеют широкую специфичность: распознают скорее структуру вещества, чем конкретные детали (ПГ вообще) 3. Эти рецепторы стратегически экспрессированы на клетках системы врожденного иммунитета: • эпителий, • все типы эффекторных клеток системы врожденного иммунитета.

4. Относятся к различным семействам биомолекул 5. При активации эти рецепторы немедленно вызывают эффекторный ответ: • уничтожение, лизис, фагоцитоз; • организацию воспаления; • организацию специфического иммунного ответа.

Рецепторы системы врожденного иммунитета 1. Лектины С-типа: 2. Пентраксины 3. Липид-трансферазы

Рецепторы клеток системы врожденного иммунитета

TOLL-подобные рецепторы • ТПР появились около 500 миллионов лет назад; • участвуют в процессах эмбриогенеза и активации клеток системы врожденного иммунитета; • поверхностный рецептор Toll регулирует вентральную поляризацию эмбриона дрозофил и одновременно отвечает за устойчивость мух к инфекционным заболеваниям.

TOLL-подобные рецепторы

TOLL-подобные рецепторы

TOLL-подобные рецепторы Нейтрофилы и макрофаги экспрессируют практически все известные ТПР (1 -10). Исследования с помощью моноклональных антител и количественной РТ-ПЦР выявляют значительную экспрессию ТПР 1, умеренную 2, 4, 9, 5, 6, 7.

30

Фагоцитоз • Процесс захвата и биодеградации чужеродных частиц и макромолекул специализированными клетками иммунной системы

Фагоциты • Полиморфноядерные: – Нейтрофилы – Базофилы – Эозинофилы • Мононуклеарные: – моноциты – макрофаги

Стадии фагоцитоза • Хемотаксис • Адгезия фагоцита к объекту фагоцитоза • Захват объекта и образование фагосомы • Слияние фагосомы с лизосомой и образование фаголизосомы • Умерщвление живого объекта • Переваривание

Хемотаксис • Направленное движение клеток, определяемое градиентом химических факторов (хемотаксинов, хемоаттрактантов) – Хемоаттрактанты: • Продукты бактерий (формоловые пептиды) • Хемокины • Продукты активации комплемента (С 3 а, С 5 а) • Протеолитические фрагменты факторов свертывания крови и фибринолизина и др.

Опсонины • Вещества, усиливающие фагоцитоз за счет связывания с поверхностью объекта и взаимодействия с рецепторами фагоцитов: – Антитела – Белки системы С (С 3 в и др. )

Фагоцитоз Опсонизация, хемотаксис 1 Адгезия, активация Поглощение 2 3 Слияние фагосомы с лизосомами и гранулами, киллинг, переваривание, удаление остатков Образование фагосомы 4 5

Фагоцитоз Опсонизация, хемотаксис 1 Адгезия, активация 2 Поглощение Образование фагосомы 3 Слияние фагосомы с лизосомами и гранулами, киллинг, переваривание, удаление остатков 4 5

СХЕМА ФАГОЦИТАРНОЙ РЕАКЦИИ

СХЕМА ФАГОЦИТАРНОЙ РЕАКЦИИ

Механизмы бактерицидности фагоцитов: • Образование токсических продуктов кислорода (с участием и без участия миелопероксидазы) • Азотистые метаболиты (NO, радикал NO-) • Активные субстанции , в т. ч. ферменты (лизоцим) • Локальное закисление

Кислородный взрыв 1. Активация пентозо-фосфатного шунта, накопление НАДФ 2. Генерация активного супероксид-аниона кислорода с участием НАДФ и цитохрома b 245 (НАДФ-оксидаза) 3. Спонтанные реакции с водой и протонами с образованием перекисных соединений и синглетного кислорода 4. При участии миелопероксидазы происходит образование активных соединений хлора и синглетного хлора 5. Перекисные соединения разрушаются пероксидазой и антиоксидантами

Оксид азота • оксид азота NO образуется из аргинина с помощью NO-синтетазы, НАДФ и лейкотриена В 4 • различают конститутивную и индуцибельную NOсинтетазы (в 1000 раз активнее); • активируется ФНОа, ИЛ 1 и особенно ИФН-гамма; • угнетается ИЛ 10, 4, 13; • механизм действия включает: – нерепарируемые повреждения ДНК и инактивацию ферментов, быстрое связывание железа. • хорошо сочетается с механизмами кислородного взрыва

Микробоцидные факторы фагоцитов

Микробоцидные факторы фагоцитов Лизосомы • содержат ферменты (протеазы, липазы, катепсин G, фосфолипазы, фосфатазы, гликозидазы, лизоцим и др. ) Снижение р. Н в фагосомах

Активация фагоцитов Вызывается: • всеми лигандами ТПР (ЛПС) • цитокинами (ИФН-гамма) • адгезией (интегрины, хемокины) • активированными факторами комплемента • веществами - симуляторами перечисленных факторов Проявляется: • усилением фагоцитоза, кислородным взрывом • усилением экспрессии адгезинов, молекул костимуляции и ГКГС • синтезом цитокинов • повышением цитотоксичности • отменой апоптоза

Исходы фагоцитоза • Завершенный • Незавершенный: – Гибель фагоцита – Равновесие между фагоцитом и объектом (персистенция)

МЕХАНИЗМЫ ПЕРСИСТЕНЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ В ФАГОЦИТАХ • Блокада слияния фагосомы и лизосомы • Резистентность к действию лизосомальных ферментов • Способность патогенных микроорганизмов покидать фагосому до слияния ее с лизосомой

Секреторная активность Мф • Ферменты • Белки плазмы (альфа-1 -антитрипсин, альфа-2 макроглобулин, фибронектин) • Факторы свертывания (V, VII, IX, X); • Компоненты комплемента (С 1, 2, 3, 4, 5, факторы P, В, D, I, H) • Производные арахидоновой кислоты (простагландины, тромбоксаны, лейкотриены) • Цитокины

• Механизмы естественного и приобретенного иммунитета тесно связаны между собой. Некоторые механизмы действуют как в неспецифической, так и специфической защите. • Макрофаги, например, могут выполнять несколько функций: üФагоцитоз (естественный иммунитет) üПрезентация антигена Т-лимфоцитам, продукция цитокинов (приобретенный иммунитет) üСинтезируют компоненты комплемента, ферменты, белки плазмы и др. üУчаствуют в регуляции иммунного ответа

РОЛЬ МАКРОФАГА В ИММУНИТЕТЕ