ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ИММУНОЛОГИИ ИММУННАЯ СИСТЕМА ОРГАНИЗМА ВИДЫ

ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ИММУНОЛОГИИ. ИММУННАЯ СИСТЕМА ОРГАНИЗМА. ВИДЫ ИММУНИТЕТА. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА Ассистент кафедры, к. м. н. Н. В. Юсан

Immunitas – освобождение от чего- либо, неприкосновенность; Logos - наука, учение. Иммунология - общебиологическая и медицинская наука, изучающая способы и механизмы защиты организма от генетически чужеродных веществ. Иммунология наука о биологической индивидуальности и механизмах ее сохранения.

Направления иммунологии: Медицинская иммунология Зооиммунология Фитоиммунология Разделы медицинской иммунологии: Общая (фундаментальная) иммунология Клиническая иммунология

Общая иммунология Рассматривает : Строение иммунной системы Основы функционирования иммунной системы (механизмы распознавания чужеродных объектов, роль иммунокомпетентных клеток, факторы защиты врожденного и приобретенного иммунитета, строения и функции иммуноглобулинов и др. )

Клиническая иммунология Рассматривает: Механизмы формирования первичных и вторичных иммунодефицитов, аутоиммунных заболеваний, трансплантационных реакций, Иммунологию опухолевых процессов, Иммунологию репродукции, Иммунообусловленные заболевания (бронхиальная астма, крапивница, аллергия, анафилактический шок, поллинозы и др. ), Иммунотропные препараты и механизмы их действия.

Методы исследования Микроскопические (цитологические), Иммунологические (оценка параметров иммунологического статуса), Серологические (основанные на реакциях между АГ и АТ: реакции агглютинации, преципитации, РСК, ИФА и др. ), Аллергологические (постановка различных кожно-аллергических проб, как с целью диагностики конкретного заболевания, так и с целью определения уровня иммунологической защиты). Методы генодиагностики: ПЦР, ее модификации и др. .

Периоды развития иммунологии Протоиммунология (от античного периода эмпирического познания до 80 -х годов 19 века), Формирование классической иммунологии (с 80 -х годов 19 века до середины 20 века), Формирование молекулярно-генетической иммунологии (с середины 20 века и по настоящее время).

Лауреаты Нобелевских премий в области иммунологии 1905 1908 За открытие антитоксинов (антител), их применение фон Беринг при лечении дифтерии. Роберт Кох За исследование туберкулеза. Илья Ильич 1901 Эмиль Адольф За труды по иммунитету, открытие фагоцитоза Мечников и Пауль (Мечников) и гуморальную теорию иммунитета Эрлих 1913 (Эрлих). Шарль Рише В знак признания его работ по анафилаксии. За экспериментальные работы по 1919 Жюль Борде комплементзависимому бактериолизу, специфическому гемолизу, за разработку метода фиксации комплемента для диагностики инфекционных болезней.

1930 Карл Ландштейнер За открытие групп крови человека. 1951 Макс Тейлер За создание вакцины против желтой лихорадки. За открытие роли гистамина в патогенезе аллергических 1957 Даниеле Бове реакций и разработку антигистаминных фармакологических препаратов для лечения аллергических болезней. Макфарлейн Бёрнет 1960 и Питер Брайан Медавар 1972 1977 Джералд Эдельман и Родни Портер (переносимости). За открытия, касающиеся химической структуры антител. Розалин Сасмен За развитие радиоиммунологических методов определения Ялоу пептидных гормонов. Барух Бенасерраф, 1980 За открытие искусственной иммунной толерантности Жан Доссе и Джордж Снелл За открытие генов и структур поверхности клеток главного комплекса гистосовместимости.

Нильс Ерне, Георг 1984 Кёлер и Сезар Мильштейн 1987 Судзуми Тонегава За открытие и разработку принципов выработки моноклональных антител с помощью гибридов. За открытие генетического принципа для генерации разновидности антител. Питер Доэрти и 1997 2011 Рольф частности её способности выявлять клетки, пораженные Цинкернагель 1996 За открытия в области иммунной системы человека, в вирусом Стенли Прузинер Ральф Стейнман Жюль Хоффман и Брюс Бётлер За открытие прионов, нового биологического принципа инфекции За открытие дендритных клеток и изучение их значения для приобретённого иммунитета За работы по изучению активации врожденного иммунитета

Задачи иммунологии Ликвидация и ограничение инфекционной заболеваемости. Предупреждение развития еще не побежденных инфекций; Коррекция вторичных иммунодефицитов; Предупреждение и лечение аутоиммунных заболеваний; Совершенствование иммунопрофилактики, иммунодиагностики и иммунотерапии заболеваний; Лечение и предупреждение аллергии; Лечение различных форм врожденной иммунологической недостаточности; Устранение иммунологической несовместимости при пересадках органов и тканей; Разработка широкого спектра лечебных иммунных препаратов.

Проблемы иммунологии Развитие иммунобиотехнологии (иммунодиагностика практически всех инфекционных и неинфекционных болезней; разработка и внедрение новых иммуномодуляторов в медицинскую практику); Иммунодиагностика, иммунотерапия и иммунопрофилактика злокачественных новообразований; Развитие иммуногенетики, выявление и предупреждение развития иммунопатологии плода; Разработка патогномоничной иммунотерапии неинфекционных болезней.

Иммунная система организма Органы: красный костный мозг, тимус, селезенка, лимфоузлы и лимфатические образования кишечника и других органов. Клетки: В- и Т- лимфоциты, моноциты, макрофаги, нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, тучные, эпителиальные клетки, фибробласты. Биомолекулы: цитокины, антигены, иммуноглобулины, рецепторы и др.

Органы иммунной системы Центральные 1) красный костный мозг - его главная функция - продукция иммунокомпетентных клеток; 2) вилочковая железа место созревания и дифференцировки Тлимфоцитов. Периферические 1)селезенка; 2)лимфатические узлы и лимфоидные образования; 3)Миндалины. В периферических органах есть Т- и В- зоны, в которых созревают соответственно Т- и Влимфоциты

Клетки иммунной системы Произошли от полипотентной стволовой клетки. Стволовая клетка дает начало клеткам предшественникам лимфатического и миелопоэтического ряда.

Виды иммунитета 2 основных звена: неспецифический (врожденный); специфический (приобретенный) иммунитет Видовой, врожденный или неспецифический иммунитет: 1) Обусловлен врожденными биологическими особенностями, свойственными данному виду животных или человеку; 2) Является наиболее прочной формой невосприимчивости; 3) Характеризуется отсутствием специфичности действия не зависимо от природы патогена; 4) Реализуется через совокупность универсальных защитных факторов, направленных на элиминацию широкого круга патогенов; эти факторы детерминируются многими генами, передаются по наследству.

Виды иммунитета Приобретенный или специфический иммунитет: отражает специфическую устойчивость, возникающую в организме в течение его жизни на конкретные виды агентов (микроорганизмов). По направленности действия бывает: Антимикробный; Противовирусный; Антипаразитарный; Противоопухолевый; Противогрибковый; Антитоксический - направленным на обезвреживание бактериальных токсинов.

СООТНЕСЕНИЕ ПОНЯТИЙ ЕСТЕСТВЕННОГО И АДАПТИВНОГО ИММУНИТЕТА Генетически чужеродные структуры Распознавание Неспецифическое Запоминание Специфическое Элиминация Специфическая Реакции адаптивного иммунитета Реакции естественного иммунитета Неспецифическая

Приобретенный иммунитет Естественный Искусственный Активный Пассивный Формируется после перенесенного инфекционного заболевания У детей – готовые антитела, полученные с молоком матери Формируется после вакцинации (введение антигенов в организм) Формируется после введения в организм сывороток и иммуноглобули нов (введение готовых антител)

Виды иммунитета Стерильный иммунитет - сохраняется в отсутствии возбудителя в макроорганизме; Нестерильный - существует только при наличии возбудителя в организме хозяина. В зависимости от числа объектов: Индивидуальный иммунитет Коллективный иммунитет (решающее значение имеют социальные условия). Изучение коллективного иммунитета позволяет составить представление о цикличности возникновения заболеваний, возможности управления ими и ликвидации.

Естественный иммунитет Факторы: неиммунные - барьеры (кожа, слизистые), секрет потовых, сальных, слюнных желез (содержит разнообразные бактерицидные вещества), желез желудка (соляная кислота и протеолитические ферменты), нормальная микрофлора (антагонисты патогенных микроорганизмов); иммунные - гуморальные - клеточные

ТКАНЕВОЙ УРОВЕНЬ ЕСТЕСТВЕННОГО ИММУНИТЕТА: БАРЬЕРНЫЕ ФУНКЦИИ КОЖИ Антагонистические свойства нормальной микрофлоры кожи . . . . Механическое удаление патогенов при слущивании ороговевающего эпителия Клетки иммунной системы в составе дермы Высокое содержание жирных кислот в секретах сальных желез и их противогрибковые/ противопаразитарные свойства Кислый р. Н секретов потовых желез и их противомикробные свойства

ТКАНЕВОЙ УРОВЕНЬ ЕСТЕСТВЕННОГО ИММУНИТЕТА: БАРЬЕРНЫЕ ФУНКЦИИ СЛИЗИСТЫХ ОБОЛОЧЕК Антагонистические свойства нормальной микрофлоры слизистых оболочек Механическое смывание патогенов обильным секретом слизистых оболочек Т В Т Т ПК ПК Эоз ПК ЕК ТК Мф Особенности структуры и клеточного состава эпителия слизистых оболочек Микробоцидные свойства секретов слизистых оболочек ЕК Т Т Мф КЛЕТКИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ КЛЕТКИ В СОСТАВЕ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ В В В Т Т ЕКТ ДК В В В ПК В В В Т Т Т ЕКТ Т

Иммунные факторы естественной защиты организма Гуморальные факторы: Лизоцим – лизис клеточной стенки Комплемент – лизис, индукция воспаления Лактоферрин – связывание железа Пероксидаза – окисление Фибронектин – опсонизация Интерлейкины – индукция воспаления Клеточные факторы: Нейтрофилы Макрофаги Лимфоциты

Гуморальные факторы неспецифической защиты Сами обладают антимикробными свойствами или способны активировать другие гуморальные и клеточные механизмы иммунной защиты. Делятся на группы: Ионы и низкомолекулярные соединения (ионы водорода, жирные кислоты и др. ); Простые белковые молекулы (лизоцим, лактоферин, цитокины); Сложные белковые системы (комплемент, свертывающая система крови и др. ).

Лизоцим Муромидаза; описан в 1909 г. П. Лащенковым Разрушает пептидогликановый слой клеточной стенки бактерий. Содержится в большом количестве в грудном молоке, слюне, слезной жидкости, моче. Вырабатывается макрофагами, нейтрофилами

Система комплемента Комплимент (алексин) греч. alexo-защищаю, отражаю. Описан в 1894 г. В. Исаевым и Р. Пфейфером. На долю комплемента приходится 10% общего количества белков сыворотки крови. Обладает бактериолитическими свойствами. Сложный комплекс белков, реагирующих между собой в определенной последовательности. Белки комплемента различаются по своим физикохимическим свойствам. Вырабатываются макрофагами, нейтрофилами.

Функции системы комплимента - Лизис клеток, Растворение иммунных комплексов, Участие в фагоцитозе, Участие в воспалительных реакциях, Образовании хемотаксинов, Модуляция иммунного ответа, Нейтрализация веществ.

Система комплимента Компоненты системы комплемента обозначают С 1, С 2, С 3 и т. д. Субкомпоненты: С 1 g, C 1 a, C 3 b и др. В организме комплемент находится в неактивном состоянии и активируется комплексом АГ-АТ или морфологическими компонентами микроорганизмов

Функциональные блоки компонентов комплемента Распознающий С 1; Активирующий С 2, С 4, С 3; Атакующий мембраны клеток (мембраноатакующий комплекс - МАК) С 5, С 6, С 7, С 8, С 9.

Пути активации комплемента Классический Альтернативный Лектиновый

Активаторы комплемента

Классический путь активации комплемента Активация начинается с присоединения ранних компонентов комплемента (чаще С 1 g) и идет каскадно. При активации компонента происходит его расщепление. Компонент который остался на иммунном комплексе приобретает свойства фермента. В молекуле компонента С 1 g возникают конформационные изменения и компонент приобретает способность активировать С 4, который распадается на С 4 а и С 4 b. С 4 а переходит в раствор.

Классический путь активации комплемента С 4 b в присутствии ионов Mg взаимодействует с С 2, который распадается на С 2 a и C 2 b. С 2 b переходит в раствор. Образуется С 3 -конвертаза (комплекс С 4 b. С 2 a), которая расщепляет С 3 компонент комплемента на С 3 a и C 3 b. С 3 a переходит в раствор. Образуется С 5 -конвертаза (комплекс С 4 b. С 2 a C 3 b), которая расщепляет С 5 компонент комплемента на С 5 а и С 5 b. С 5 а переходит в раствор.

Классический путь активации комплемента С 5 b компонент комплемента приобретает активность фермента и запускает каскад реакций, в результате которых образуется комплекс С 6 -С 9 – мембраноатакующий комплекс. МАК индуцирует появление в билипидном слое пор - воронок, через которые внутрь клетки проникают электролиты и вода, из клетки выходят низкомолекулярные компоненты цитоплазмы и клетка погибает.

Альтернативный путь активации комплемента Происходит без участия АТ, Срабатывает сразу после внедрения чужеродных агентов, Ранний по времени - «скорая помощь» . В активации начального этапа участвуют белки пропердиновой системы В, Д (от лат. properdereподготовить к разрушению). Активность данных белков проявляется в комплексе с комплементом и ионами Mg.

Альтернативный путь активации комплемента Фактор Д- находится в сыворотке крови в виде активного фермента; Фактор В является субстратом для этого фермента. Протеолиз субстрата происходит после соединения с активированным компонентом С 3 b (образуется в следствие непосредственного взаимодействия С 3 компонента комплемента с микроорганизмами) с образованием субкомпонентов Ва - растворимый и Вb –нерастворимый. Образуется комплекс С 3 b. Bb, к которому присоединяется пропердин (белок Р) – образуется комплекс С 3 b. Bb. Р, имеющий активность С 3 -конвертазы.

Альтернативный путь активации комплемента С 3 компонент под действием С 3 -конвертазы распадается на С 3 а и С 3 b. С 3 а компонент переходит в раствор. Образуется комплекс С 3 b. Bb. C 3 b, приобретающий активность С 5 -конвертазы. Далее процесс активации идет так же, как при классическом пути.

Лектиновый путь активации комплемента Комплемент активируется при связывании углеводов на поверхности микроорганизмов с белком нормальной сыворотки крови маннозосвязывающим лектином. МСЛ взаимодействует с сериновыми протеазами, расщепляет и активирует компоненты С 2 и С 4 с образованием С 3 конвертазы, активирующей С 3 компонент комплемента. Далее процесс активации системы комплемента идет так же, как при классическом пути.

Последствия активации комплемента Высвобождение биологических аминов (гистамин, серотонин и др. ), Повышение проницаемости капилляров, Прямое и опосредованное действие на базофилы, стимуляция миграции нейтрофилов к месту активации комплемента, Развитие воспаления и цитолиза.

Методы определения содержания комплемента и его компонентов Иммунодиффузия, ИФА, РИФ. Функциональная активность комплемента измеряется в единицах 50% гемолиза (СН 50). Такое количество комплемента, которое обеспечивает лизис 50% сенсибилизированных эритроцитов определенной густоты и объема.

Острофазовые белки Их уровень в сыворотке крови резко увеличивается при остром воспалении. Синтезируются в печени. СРБ - активирует комплементзависимую цитотоксичность, стимулирует хемотаксис и эффективность фагоцитоза; Фибронектин - гликопептид, способствующий прикреплению бактерий к фагоцитам, стимулирует хемотаксис нейтрофилов.

Интерферон Гетерогенная группа гликопротеинов, обладающих противовирусным, противоопухолевым и иммуномодулирующим свойствами. Открыт в 1957 г. А. Айзексом и Ж. Линдерманом. Различаются по: Физико-химическим свойствам; Рецепторам взаимодействия с клетками; Антигенной специфичности.

Типы интерферонов Альфа IFN - лейкоцитарный - подавление синтеза вирусных белков, нарушение их репродукции; Бета IFN - фибробластный - противовирусное и противоопухолевое действие; Гамма IFN- иммунный.

Типы интерферонов По способу образования: ИФН типа I (образуется в ответ на обработку клеток вирусами, молекулами двухцепочечной РНК, полинуклеотидами и рядом низкомолекулярных природных и синтетических соединений); ИФН типа II (продуцируется лимфоцитами и макрофагами, активированными различными индукторами; действует как цитокин).

Свойства интерферонов Универсальность, Тканевая специфичность, Эффект последействия, Отсутствие токсичности, Высокая эффективность действия даже в небольших количествах.

Механизм противовирусного действия интерферонов Ингибирование синтеза вирусных белков, Деградация вирусной м-РНК, Нарушение адсорбции и проникновения вирусов в клетку.

КЛЕТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ ЕСТЕСТВЕННОГО ИММУНИТЕТА: ФАГОЦИТИРУЮЩИЕ КЛЕТКИ ФАГОЦИТЫ МАКРОФАГИ МИКРОФАГИ Тканевые макрофаги: • купферовские клетки печени • альвеолярные макрофаги • мезангиальные клетки почек • гистоциты соединительной ткани и костного мозга • клетки микроглии нервной ткани • синусовые макрофаги органов иммунной системы • перитонеальные макрофаги • гигантские и эпителиоидные клетки воспалительных очагов Нейтрофильные гранулоциты Моноциты крови

ФУНКЦИИ АКТИВИРОВАННЫХ МОНОЦИТОВ/МАКРОФАГОВ МОБИЛИЗАЦИОННЫЕ РЕАКЦИИ ЭФФЕКТОРНЫЕ РЕАКЦИИ Миграция в очаг воспаления ПРЕЗЕНТАЦИЯ АНТИГЕНА (ЗАПУСК ИММУННЫХ РЕАКЦИЙ) Образование комплексов молекул гистосовместимости с чужеродными молекулами ФАГОЦИТОЗ УДАЛЕНИЕ ИЗ КРОВОТОКА ФРАГМЕНТОВ ПОВРЕЖДЕННЫХ КЛЕТОК И ИММУННЫХ КОМПЛЕКСОВ Внутриклеточное расщепление поглощенных кле- ток и их отдельных компонентов Присоединение и эндоцитоз с участием особых рецепторов апоптозных телец и фрагментов поврежденных клеток, а также иммунных комплексов и эффективная элиминация их из кровотока ПАРАКРИННАЯ И СИСТЕМНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ КЛЕТОЧНОЙ АКТИВНОСТИ Синтез и секреция широкого спектра цитокинов, эйкозаноидов и других воспалительных медиаторов, антимикробных и противоопухолевых факторов

Фагоцитоз это процесс активного поглощения клетками организма попадающих в него живых или убитых микроорганизмов и различных инородных частиц с последующим их перевариванием при помощи внутриклеточных ферментов. Стадии фагоцитоза: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Хемотаксис; Адгезия; Поглощение; Образование фагосомы; Образование фаголизосомы; Образование пищеварительной вакуоли; Экзоцитоз.

КЛЕТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ ЕСТЕСТВЕННОГО ИММУНИТЕТА: ЭТАПЫ Ф А Г О Ц И Т О З А Митохондрии Лизосомы ОПСОНИНЫ Ядро Патоген Шероховатый ретикулум Поглощение патогена Фагосома Фаголизосома Экзоцитоз Пищеварительная вакуоль Остаточные тела

Виды фагоцитоза Завершенный Незавершенный - микроорганизм разрушается, но его компоненты с АГ активностью остаются - наблюдается персистенция микроорганизма - наблюдается размножение микроорганизмов выталкивание

Бактерицидные системы фагоцитов Кислородзависимые Короткоживущие свободные радикалы, которые генерируются в ходе «дыхательного взрыва» выделяются внутрь фагосомы: Супероксидный ион, Синглетный кислород, Гидроксильный ион. Кислороднезависимые Ферменты лизосом Протеазы Липазы Амилазы Катионные белки

КЛЕТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ ЕСТЕСТВЕННОГО ИММУНИТЕТА: НЕФАГОЦИТИРУЮЩИЕ КЛЕТКИ ЕСТЕСТВЕННЫЕ КИЛЛЕРЫ (ЕК) ЭОЗИНОФИЛЫ Взаимодействие с опухолевыми, вирусинфицированными и генетически чужеродными клетками макроорганизма без предварительной иммунизации, их цитолиз Секреция высокотоксичных белков в ответ на образование иммунных комплексов на их мембране (гибель гельминтов), индукция воспалительных реакций БАЗОФИЛЫ, ТУЧНЫЕ КЛЕТКИ ДЕНДРИТНЫЕ КЛЕТКИ Индукция воспалительных реакций после рецепции антител определенной структуры и взаимодействия их с полидетерминантными антигенами на поверхности этих клеток Взаимодействие с молекулярными чужеродными структурами, секреция провоспалительных цитокинов, индукция иммунитета

Опсонизация Процесс фиксирования на бактериях и вирусах веществ - посредников, приводящих к стимулированию бактерицидной функции фагоцитов. Опсонины: Специфические (антитела Ig. G, моноклональные АТ); Неспецифические (комплемент и его компоненты, СРБ, катионные белки и др. ).

Спасибо за внимание