История иммунологии • История

История иммунологии • История иммунологии насчитывает более 2 тыс лет. • Эмпирический период- поиск путей предотвращения заболевания (достоверное наблюдение о том, что люди переболевшие «заразными заболеваниями» , повторно ими не заболевали) • Описан случай предупреждения оспы у китайского наследника императора (около 1 тыс. лет до н. э. ), подобные случаи «вариоляции» , не зависимо разработанный в разных регионах Азии, описан в письмах Леди Монтегю в начале 18 века (Константинополь). • В знак причастности прогрессивным веяниям времени, по настоянию Екатерины 11 был привит ее сын Павел 1. • В конце 18 века Э. Дженнер привил коровью оспу 8 летнему мальчику. Реакция на прививку была слабая. Заболевание не развилось. Затем он привил мальчику материал от больного натуральной оспой!!!! • Последовавшая позже публикация в научной прессе (1798), говорит лишь о том, что была сделана конкретная профилактическая процедура и не были заложены и обьяснены принципы и правила вакцинации. •

История иммунологии Период научных знаний Рождение иммунологии, как науки связано с именем Луи Пастера. Он доказал роль микрорганизмов в развитии и распространении заразных заболеваний. Он сформулировал общие принципы иммунологической профилактики. • Отправная точка науки: публикация исследований по куринной холере 1880 г. И создание ослабленной вакцины. • В результате этих опытов возникло название «иммунитет» возникло от лат. immunitas – освобождение, избавление от чего-то, защита. Первоначально – как защита от инфекционных агентов (инфекционная иммунология). Луи Пастер, начиная с 1885 г. , разработал основные принципы создания вакцин как защиты от инфекционных заболеваний и с группой учеников создал антирабическую вакцину. Важно отметить, что создана она была для людей и для оценки эффективности вакцины вирус бешенства не вводили (в отличие от Дженнера)

Период научных знаний (продолжение) • В дальнейшем возникли клеточная (фагоцитарная) теория (И. И. Мечников) и гуморальная теория иммунитета (П. Эрлих). • 1890 г. –Э. Беринг –антидифтерийная и антистолбнячная сыворотка , • 1898 г. – Борде и Чистович –антигены тканей, • 1890 г. - К. Ландштейнер – группы крови человека, • Р. Кох - Гиперчувствительность ЗТ и работы по микобактериям ТБС. • Работы по трансплантационному иммунитету привели к открытию иммунологической толерантности (П. Медавар, 1953). Он показал, что иммунитет защищает не только от микробов, но и генетически чужеродных организмов. • В дальнейшем Ф. Бернет изучил иммунологическую память и создал клонально-селекционную теорию иммунитета, ставшую фундаментом иммунологии.

Луи Пастер • Его работы в области строения кристаллов и явления поляризации легли в основу стереохимии. Благодаря способности поляризовать видимый свет и, соответственно, отклонять ход лучей (меняя плоскость поляризации) по или против часовой стрелки. ) Также Пастер поставил точку в многовековом споре о самозарождении некоторых форм жизни в настоящее время, опытным путем доказав невозможность этого (см. Зарождение жизни на Земле).

Луи Пастер • С 1876 года Пастер полностью посвятил себя иммунологии. Он изучал такие заболевания, как: сибирская язва, родильная горячка, холера, бешенство и другие. В процессе исследований он установил, что болезни вызывают определенного рода возбудители. В 1881 году им была разработана вакцина против сибирской язвы, а в 1885 — от бешенства. Таким образом, им был сделан первый серьезный шаг в истории вакцинации. •

Пауль Эрлих немецкий врач и иммунолог. Основоположник Лауреат Нобелевской премии (1908). Он установил наличие различных форм лейкоцитов, значение костного мозга для образования гранулоцитов, дифференцировал определенные формы лейкозов и создал дуалистическую теорию кроветворения (1880— 1898). Открыл тучные клетки Впервые обнаружил существование гематоэнцефалического барьера и высказал мысль что клетки, ответственные за иммунные реакции, имеют на поверхности антигенраспознающие структуры — рецепторы.

Эмиль Беринг Работа по созданию противодифтерийной сыворотки За спасение 220 детей Берингу в 1901 году была присуждена первая Нобелевская премия по физиологии и медицине «за работу по сывороточной терапии, главным образом за её применение при лечении дифтерии, что открыло новые пути в медицинской науке и дало в руки врачей победоносное оружие против болезни и смерти

Китасато Сибасабуро

Илья Мечников Цитолог, эмбриолог и иммунолог Нобелевская_премия_по_физиологии_и_ме дицине 1908 г. Обнаружив в 1882 явления фагоцитоза (о чём доложил в 1883 на 7 -м съезде русских естествоиспытателей и врачей в Одессе), разработал на основе его изучения сравнительную патологию воспаления (1892), а в дальнейшем — фагоцитарную теорию иммунитета ( «Невосприимчивость в инфекционных болезнях» — 1901; Нобелевская премия — 1908, совместно с Эрлихом). Многочисленные работы Мечникова по бактериологии посвящены вопросам эпидемиологии холеры, брюшного тифа, туберкулёза и др. инфекционных заболеваний.

Роберт Кох В 1905 году за «исследования и открытия, касающиеся лечения туберкулёза» удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. Он выделил туберкулин который вызывал аллергическую реакцию у больных туберкулёзом и доказал, что туберкулиновая проба может использоваться в диагностике туберкулёза.

Иммунология – наука, изучающая механизмы и способы защиты организма от генетически чужеродных веществ (антигенов), направленные на сохранение и поддержание гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, а также биологической (антигенной) индивидуальности и видовых различий • Она делится на общую и частную. Общая иммунология изучает иммунитет на молекулярном и клеточном уровнях, генетику, физиологию и эволюцию иммунитета, а также механизмы управления иммунными процессами (иммуногенетика). • Частная иммунология в соответствии с объектом изучения делится на аллергологию, иммунопатологию, вакцинологию, онкоиммунологию, иммунобиотехнологию, трансплантационную иммунологию, иммунологию репродукции, нейроиммунологию, иммунофармакологию, иммунокардиологию и др. Выделяют также клиническую иммунологию и экологическую иммунологию.

Иммунитет – целостная система биологических механизмов самозащиты организма, с помощью которых он распознает и уничтожает все генетически чужеродное. • Принципы антигенной (генетической) чистоты основываются на распознавании “своего- чужого” (центральный биологический механизм иммунитета) и обусловлены системой генов и гликопротеинов (продуктов их экспрессии)- главным комплексом гистосовместимости (MHC). На лейкоцитах экспрессированы белки МНС, с помощью которых типируют антигены МНС (система HLA -human leucocyte antigens). 12

• В основе иммунитета – согласованная деятельность пяти основных систем: макрофагов, комплемента, цитокинов, Т- и В-лимфоцитов, главной системы гистосовместимости, обеспечивающих различные формы иммунного ответа. • Выделяют две основные формы иммунитета – видовой (врожденный) и приобретенный. 13

• Видовой иммунитет- генетически закрепленная невосприимчивость, присущая каждому виду. • Одна из форм врожденной невосприимчивости связана с переносом Ig. G от матери к плоду через плаценту. (Обеспечивает невосприимчивость новорожденного ко многим болезням в течении определенного времени. • Существует индивидуальная невосприимчивость(некоторые лица не болеют корью). Зависит от многих факторов. • Расовая не восприимчивость. (устойчивость к малярии).

В основе видового иммунитета – механизмы естественной неспецифической резистентности, которые участвуют в неспецифической доиммунной защите организма от Аг, способствуя его нейтрализации и выведению Система Интерфероны Фагоцитоз и NК клетки комплемента и 1 типа и гранулоциты Контактный белки острой цитокины, киллинг фазы МНС (опсонины) 15

Приобретенный иммунитет формируется в течении жизни и не передается по наследству. Приобретенный иммунитет формируется при специфическом взаимодействии клеток иммунной системы с антигеном и реализуется в различных формах иммунного ответа (специфического реагирования) на антиген. 16

• Приобретенный иммунитет может быть активным (естественно приобретенный -после инфекции, ) и • Искусственно приобретенным: активным (после иммунизации ослабленными или убитыми микроорганизмами ) и пассивным (введение антител, плацентарный), стерильным и нестерильным, по направленности – противоопухолевым, антибактериальным, противовирусным, трансплантационным и др. • Приобретенный иммунитет связан с формированием специфических по отношению к антигену клонов лимфоцитов и антител, в норме нейтрализующих антигены. • Различают гуморальный иммунный ответ (образование антител) и клеточный иммунный ответ (T-хелперы1, Т- киллеры). 17

Строение иммунной системы • Иммунная система – совокупность органов, тканей и клеток, обеспечивающих клеточное и генетическое постоянство организма 18

Органы иммунной системы: ● Центральные: костный мозг- кроветворный орган и вилочковая железа (тимус)- осуществляют образование и созревание иммунокомпетентных клеток в зрелые неимунные лимфоциты (наивные или девственные – от англ. virgine). ● Периферические: селезенка, лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани в собственном слое слизистых оболочек - обеспечивают иммунный ответ на антигенную стимуляцию- “обработку” антигена, его распознавание и клональную пролиферацию лимфоцитов (антиген - зависимую дифференцировку). Неимунные лимфоциты, получив Аг и цитокиновый стимулы, превращаются в зрелые иммунные лимфоциты, распознающие Аг. 20

Иммунокомпетентные клетки подразделяют на два класса- Т и В. Предшественники Т- лимфоцитов мигрируют в тимус, где созревают в зрелые неимунные Т-лимфоциты. У человека В- лимфоциты созревают в костном мозге (у птиц в сумке Фабрициуса - бурсе). 22

ВРОЖДЕННЫЙ ИММУНИТЕТ

Факторы врожденного иммунитета • Наследуется • Действуют быстро • Распознают опасность • Память отсутствует • Механизмы отличаются от адаптивного иммунитета 24

Классификация ФАКТОРОВ врожденного иммунитета Конституциональные факторы (видовой иммунитет) • Анатомические барьеры (кожа, слизистые) - • Физиологические барьеры (Рh, наличие рецепторов к патогенам, оптимум температуры, микрофлора, фагоцитарный барьер, слущивание и регенерация эпителия и др. ) • Воспаление

Общая характеристика системы иммунитета Функционирование врожденного иммунитета основано на распознавании образов патогенности – чужеродных субстанций, связанных с возбудителями инфекций и удаление их носителей с помощью комплекса реакций, важнейшей из которых является фагоцитоз

ФАКТОРЫ ЕСТЕСТВЕННОГО (врожденного) ИММУНИТЕТА клеточные гуморальные фагоциты комплемент NK-клетки медиаторы воспаления

Перечень факторов врожденного иммунитета • Гуморальные факторы: белки острой фазы, лизоцим, интерферон, фактор некроза опухолей, тромбоцитарный катионный белок, гистатины, цистатины, криптидины, система комплемента, Ig. A • Клеточные факторы: фагоцитоз (макрофаги, нейтрофилы) и натуральные киллеры- NК 28

КЛЕТОЧНЫЕ ФАКТОРЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ИММУНИТЕТА фагоциты натуральные киллеры (NK-клетки) макрофаги дендритные клетки гранулоциты

30

ФАГОЦИТОЗ • Основные клетки- • процесс поглощения и фагоциты – переваривания клеткой гранулоциты (макрофагом, (нейтрофилы) и нейтрофилом) моноциты/макрофа корпускулярного ги. материала, частиц • диаметром более 0, 1 мкм, (бактерий, крупных, отмирающих собственных клеток организма или чужеродных клеток).

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ФАГОЦИТОВ: • РАСПОЗНАВАНИЕ ЧУЖЕРОДНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ (НЕПОСРЕДСТВЕННО ИЛИ ЧЕРЕЗ ОПСОНИЗАЦИЮ) • ФАГОЦИТОЗ • ГЕНЕРАЦИЯ МЕДИАТОРОВ ВОСПАЛЕНИЯ • Процессинг и ПРЕЗЕНТАЦИЯ АГ лимфоцитам, секреция цитокинов

Напоминаю ! 33

АДГЕЗИЯ ЛЕЙКОЦИТОВ И ЭКСТРАВАЗАЦИЯ

ФАГОЦИТОЗ Стадии фагоцитоза: • Положительный таксис (бактериальные компоненты, С 5 а, ИЛ-8). • Адгезия, или прилипание фагоцита к микробу (лектины микробов и фагоцитов, компоненты комплемента) • Впячивание , образование фагосомы и ее слияние с лизосомой (фаголизосома). • Инактивация и разрушение микроба в фаголизосоме.

Стадии фагоцитоза • Киллинг ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ 1. кислородозависимые механизмы: - метаболиты кислорода - метаболиты азота 2. кислородонезависимые механизмы - катионные белки - лизосомальные белки

Активация резидентных Проникновение макрофагов микроорганизмов через барьеры Хемокины ЭК Цитокины (ИЛ) ЭК Эмиграция Активация Фагоцитоз лейкоцитов мигрировавших бактерий лейкоцитов

Незавершенный фагоцитоз • В процессе захвата бактерии фагоциты образуют фагосому, которая постепенно созревает, формируя условия для киллинга бактерии (кислыи р. Н, синтез токсических радикалов кислорода и азота, антимикробных пептидов, дефицит железа, триптофана и пр. ) • Таким образом, созревание фагосом является важнеи шим механизмом эффективного фагоцитоза, преодоление которого является основнои стратегическои целью внутриклеточных патогенов. • Бактерии способны активно разрушать синтезируемые фагоцитами антимикробные пептиды или неи трализовывать токсичные радикалы кислорода, продуцируя детоксицирующие ферменты (супероксиддисмутаза, каталаза). • 38

39

40

Презентация антигена

ГУМОРАЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ИММУНИТЕТА медиаторы воспаления комплемент цитокины белки острой фазы другие медиаторы. эйкозаноиды

44

Комплемент Система комплемента – комплекс белков сыворотки крови, участвующих в воспалении, опсонизации (обволакивании) антигенов для фагоцитоза, в непосредственном Следует подчеркнуть, что более чем 90% С 3, С 6, С 8 уничтожении синтезируется в ПЕЧЕНИ. микроорганизмов и других клеток. Каскадно активируется при наличии в организме антигена. 45

Классический путь активации Антител о

Классический путь активации C 3 конвертаза C 5 b 6 78 С 8 C 9 Poly- C 9 C 5 b 67 b 67 8 Лизирующий мембрану комплекс

Альтернативный путь активации Фактор В Фактор D Пропердин C 3 b C 3 конвертаза ЛМК

• Мембраноатакующий комплекс — это ионный канал (пора), в плазматической мембране бактериальной клетки, что приводит к повреждению клетки. • Осмос способствует «накачиванию» воды внутрь бактериальной клетки, которая набухает и лопается (лизирует). 49

50

51

52

53

Система комплемента может действовать тремя различными способами: • через хемотаксис: различные компоненты (факторы) комплемента могут привлекать иммунные клетки, которые атакуют бактерии и пожирают их (фагоцитируют); • через лизис: компоненты комплемента присоединяются к бактериальным мембранам, в результате чего образуется отверстие в мембране и бактерия лизируется; • через опсонизацию: компоненты комплемента присоединяются к бактерии, в результате чего образуется метка для узнавания фагоцитирующими клетками (например, макрофагами и лейкоцитами). имеющими рецепторы к компонентам комплемента. 54

Система комплемента

Выводы: Лизис, Опсонизация, Хемотаксис - вот те три кита, на которых базируется действие комплемента.

Спасибо за внимание 58