ЛЕКЦИЯ Иммунитет и патогены Виктор Никифорович КИСЛЕНКО

ЛЕКЦИЯ «Иммунитет и патогены» Виктор Никифорович КИСЛЕНКО

План лекции ØГлобальная проблема -Инфекционные болезни, Эпидемии, Пандемии ØВозбудители инфекционных заболеваний у человека и животных -вирусы, прионы, бактерии, грибы и простейшие ØЦель патогенов - размножение и обретение новых хозяев путем преодоления факторов иммунной защиты. Ø «Хитроумная» стратегия инфекционных агентов: ускользание от иммунного распознавания, блокада врожденных реакций иммунитета, управление адаптивным иммунным ответом и т. д. ØЭволюционные механизмы формирования стратегии патогенов ØМожно ли победить в войне с патогенами?

Информация к размышлению: -Мировые инфекции во все времена уносили и уносят миллионы человеческих жизней – значительно больше, чем все катастрофы и войны, вместе взятые

Похороны жертв чумы в Турне ( «Burying Plague Victims of Tournai» ) Фрагмент иллюстрации из рукописи, называемой «Хроники Гилля Майзета» ( «Annals Gilles de Muisit» , 1272– 1352 гг. ), настоятеля монастыря святого праведника Мартина. Рукопись хранится в Библиотеке короля Альберта I, Брюссель. Показанные художником события относятся к чуме «черной смерти» в бельгийском городе Турне в 1349 г.

Новые глобальные инфекции (35 инфекций за 40 лет)

Информация к размышлению: Лидирующими болезнями становятся: -ВИЧ-инфекция (25% от всей инфекционной заболеваемости) - Малярия (12%) - Туберкулез (10%) Главенствующие позиции в ХХI веке стали занимать вирусные инфекции. Самая серьёзная – это ВИЧ-инфекция. В настоящее время в мире 42 млн ВИЧинфицированных в 210 странах мира. Распространение ВИЧ сокращает перспективы социального развития мирового человеческого сообщества, поскольку более половины инфицированных-это молодежь в возрасте 15 -25 лет.

КОЛИЧЕСТВО СМЕРТЕЙ В МИРЕ ЗА 2009 ГОД Острая респираторная инфекция 3 905 000 2 Туберкулез 3 000 3 Диарея (в т. ч. дизентерия) 2 473 000 4 Малярия 1 500 000 - 2 700 000 СПИД 1 500 000 Гепатит B 1 156 000 Корь 1 010 000 Коклюш 355 000 Столбняк 310 000 Трипаносомоз (сонная болезнь) 150 000 Общее количество умерших от инфекций ≈ 17 миллионов (при 59 миллионах ежегодных смертей во всем мире).

Биотерроризм

Вакцинация-интеллектуальный ответ патогенам! А эффективность вакцинации?

Вакцинация позволяет сформировать «коллективный» иммунитет, когда более 80% населения невосприимчиво к определенной инфекции- кори, дифтерии, столбняку, полиомиелиту и др. Великое достижение – искоренение оспы путем вакцинаций на глобальном уровне

В середине ХХ века в мире возникла иллюзия возможности полного искоренения инфекционных болезней. Почему? -Созданы и внедрены антибактериальные и противовирусные профилактические и лечебные препараты (антибиотики, вакцины)

Общее число инфекционных болезней у людей составляет примерно 400, а вакцины созданы только против примерно 40 возбудителей. Следовательно современных вакцин недостаточно, чтобы предотвратить развитие инфекционных осложнений

Увеличение пропорции Т-клеток памяти с возрастом препятствует созданию новых вакцин

При использовании эффективных вакцин блокируется распространение инфекций , поэтому, длительное отсутствие селективного давления возбудителей на популяции людей приводит к накоплению людей с дефектами иммунной системы. Тем самым создаются благоприятные условия для возвращения в популяции возбудителей инфекционных болезней, обычно не развивающихся у особей с эффективно функционирующей иммунной системой (туберкулез, сальмонеллез и др. ).

НЕУЖЕЛИ? ДА!

«Неожиданное» заключение При использовании эффективных вакцин блокируется распространение инфекций , поэтому, длительное отсутствие селективного давления возбудителей на популяции приводит к накоплению особей с дефектами иммунной системы. • Частичные «победы» , например избавление от перипнвмонии или сапа, с одной стороны-благо (сокращается смертность), а с другой стороныбеда (поскольку перестает работать естественный отбор). • Тем самым создаются благоприятные условия для возвращения возбудителей инфекционных болезней, обычно не развивающихся у особей с эффективно функционирующей иммунной системой • Появляются новые инфекции • История биосферы учит, что микробную жизнь победить невозможно. • А бороться надо!

Категории патогенных микроорганизмов Рассматриваются 5 категорий патогенных микроорганизмов: ØВнеклеточные бактерии (размножаются в жидкой среде организма) ØВнутриклеточные бактерии ØВирусы ØПрионы ØГрибки ØПростейшие и многоклеточные паразиты

Бактерии -греч. — палочка) — домен (надцарство) прокариотных (безъядерных) микроорганизмов, чаще всего одноклеточных. Некоторые виды существуют 3 млн лет К настоящему времени описано около 10 000 видов бактерий и предполагается, что их существует свыше миллиона

Что «умеет» патоген? Для того, что бы быть патогенными, возбудители болезней должны: -инфицировать слизистые поверхности, альвеолы (вдыхание аэрозоля) или кожу (укусы переносчиков); -проникать через них в хозяина; Т. е. обладать инвазивностью -размножаться во внутренней среде хозяина; -противодействовать его защитным механизмам и -причинять ему вред, но при незначительном деструктивном действии паразита может произойти «перемирие» и иммунная система долгие годы не реагирует на носительство инфекционного агента (латентное течение).

Антифагоцитарное действие «успешного» патогена – микобактерии туберкулеза Туберкулез легких Заражено 2 миллиарда Заболевает 20 миллионов Умирает 2 -3 миллиона в год

Формирование грануломы предотвращает развитие туберкулеза, но инфекция сохраняется в организме

Модуляция поверхности патогена – образование капсулы; – белки, закрывающие мембрану; – вариации липида А в липополисахариде; – адгезины и инвазины Гипервариабельность антигена – множество изменяющихся белков на поверхности; – пили, мембранные протеины; – вариации липополисахаридов

Секреция модуляторов или – инъекция в клетки хозяина эффекторных токсинов протеинов; – различные токсины; – протеазы «Бактериальный шприц» для прямого введения в клетку хозяина вирулентных дисрегулирующих и токсических веществ Инъекция бактерией иммуномодулятора в клетку хозяина

Что способствует формированию стратегии ускользания патогенов от иммунных реакций?

З миллиарда лет назад Тихо! Амебы-будущие фагоциты, обедают!!! Коэволюция в системе: хозяин-патоген

Бактериофаги вносят в бактерии разнообразный генетический материал, из которого вырезаются отдельные гены и рекомбинируются в новый комплекс генов отвечающих за патогенные свойства бактерий (островков патогенности): –проникновение в организм хозяина -воздействие на систему иммунитета -переход в другого хозяина Эти островки патогенности могут передаваться в другие бактерии, что позволяет бактериям выживать в новых условиях

Польза от воздействия микроорганизмов на Непатогенные микроорганизмы хозяина Ø Стимуляция развития иммунной системы у молодняка Нормальная микрофлора защищает хозяина от патогенных и условно-патогенных микроорганизмов Нормальная микрофлора кишечника содействует пищеварению и вырабатывает витамины Патогенные микроорганизмы Содействие эволюцинному развитию иммунной системы в филогенезе -повышение специфичности реагирования на патогены Ø «Выбраковка» особей с генетическими дефектами в системе иммунитета ØМитохондрии в клетках человека-бывшие бактерии ØГенетические рекомбинации иммуноглобулиновых генов обеспечиваются рекомбиназами RAG, гены которых внесены микробами в филогенезе на уровне челюстных рыб. ØВозможность вынашивания плода связана с внедрением генов, обеспечивающих супрессивный эффект на иммунные реакции

Стало понятным, что патогенные бактерии реально управляют всеми иммунными реакциями, по сути – всей иммунной системой, используя для этого многочисленные, весьма хитроумные способы часть из которых приведена выше. Стратегические механизмы патогенных бактерий: Øускользание (evasion); Øобход (avoid); Øобрушение (subversion); Øподавление (inhibition); Øинактивация (inactivation); Øблокирование (blockade); Øмодуляция (modulation), Øимитация (imitation); Øактивация (activation),

Будем оптимистами!