Учение об иммунитете Лекция по микробиологии № 6
Иммунитет • Иммунитет — способ защиты генетического постоянства внутренней среды организма от веществ или тел, несущих чужеродную генетическую информацию. • Значение иммунитета: • надзор за генетическим постоянством внутренней среды организма; • распознавание «своего и чужого» ; • охрана генетической чистоты вида на протяжении жизни индивидуума.
Виды и формы иммунитета. 1. Врожденный иммунитет — генотипический признак, который передается по наследству. (Например, невосприимчивость человека к возбудителю чумы собак или животных к гонококку). А. Видовой - присущ всем особям данного вида. Б. Индивидуальный - присущ отдельным особям данного вида. 2. Приобретенный иммунитет — фенотипический признак, приобретаемый в течение жизни данного индивидуума, он не передается по наследству. А. Естественный приобретенный иммунитет. • естественный активный возникает после перенесенной инфекции; • естественный пассивный обеспечивается за счет антител, передаваемых от матери через плаценту или с грудным молоком Б. Искусственный приобретенный иммунитет. - искусственный активный — после введения вакцин или анатоксинов, на которые организм вырабатывает иммунитет; - искусственный пассивный — после введения извне готовых антител или клеток-эффекторов. Иммунитет делят на: 1. Стерильный - организм свободен от соответствующего возбудителя, 2. Нестерильный - возбудитель соответствующего заболевания сохраняется в организме, и только при этом условии поддерживается иммунитет (туберкулез, сифилис и др. ).
Структура иммунной системы. Иммунная система - комплекс органов и тканей организма человека, сформировавшийся в ходе эволюционного развития для защиты от чужеродных агентов. К центральным органам иммунной системы относят: • красный костный мозг; • тимус (вилочковую железу); • лимфоидный аппарат кишечника. К периферическим органам иммунной системы относятся: • селезенка; • лимфатические узлы; • лимфатические фолликулы, расположенные под слизистыми оболочками желудочно-кишечного, дыхательного и мочеполового тракта; • лимфатические и кровеносные сосуды.
Первичные - центральные органы иммунной системы • В костном мозге и тимусе происходит первичная дифференцировка иммунокомпетентных клеток — Т- и В-лимфоцитов (лимфопоэз). В красном костном мозге содержатся стволовые клетки, являющиеся родоначальниками как Т- и В-лимфоцитов, так и макрофагов и других форменных элементов крови. Клетки крови формируются в костном мозге (фотография).
Первичные - центральные органы иммунной системы • В тимусе происходит созревание Т-хелперов и Т-киллеров, которые изначально поступают из костного мозга незрелыми, в процессе созревания они приобретают рецепторы для распознавания антигена и CD 4+ или CD 8+ рецепторы для согласованной работы с другими иммуноцитами (схема).
Вторичные - периферические органы иммунной системы • Лимфатические узлы, • Селезенка, • Лимфатические фолликулы, расположенные под слизистыми оболочками желудочно-кишечного, дыхательного и мочеполового тракта, • Лимфатические и кровеносные сосуды. В периферических органах иммунной системы под влиянием антигенов происходит их встреча с иммунокомпетентными клетками, эти органы являются местом распознавания антигена и развития специфического ответа, местом взаимодействия иммунокомпетентных клеток, их пролиферации (клональной экспансии), антигензависимой дифференцировки (иммунопоэза) и местом накопления продуктов иммунного ответа.
Неспецифические факторы защиты организма • Под неспецифическим иммунитетом подразумевают систему предсуществующих защитных факторов организма, присущих данному виду как наследственно обусловленное свойство. Иммунитет, создаваемый анатомическими, физиологическими, клеточными и молекулярными факторами, которые являются естественными составляющими элементами организма, иначе называют конституционным. Такие факторы защищают организм от разных экзогенных и эндогенных агрессий, они передаются наследственно, их защитные функции лишены избирательности и они не способны сохранять память от первичного контакта с чужеродностью.
Неспецифические факторы защиты организма – анатомические и физиологические барьеры • Физические (анатомические) барьеры Кожа. Неповрежденная кожа представляет собой обычно непроницаемый барьер для микроорганизмов, которые не являются представителями ее нормальной микрофлоры. Слизистые оболочки. Механизмы защиты на уровне слизистых оболочек - слизь, реснички мерцательного эпителия, лизоцим, пероксидазы, секреторные антитела, фагоцитирующие клетки, лимфоциты. Нормальная микрофлора организма. Эти микроорганизмы способны противостоять действию патогенных микроорганизмов и губительно действовать на них, тем самым участвуя в защите организма.
Неспецифические факторы защиты организма – анатомические и физиологические барьеры • Физиологические барьеры Этот тип защиты включает температуру тела, р. Н и напряженность кислорода в районе колонизации микроорганизмами, а также различные растворимые факторы, воспаление. • Воспаление - сумма защитно-адаптивных реакций, развивающихся в тканях при их повреждении. Признаки, характеризующие острое воспаление: покраснение, отек, боль, локальное повышение температуры и нарушение функций органа или ткани. Если интенсивность острой реакции оказывается недостаточной для элиминации возбудителя, то она меняет свои характеристики и принимает хроническое течение. С позиции защиты от патогенов большинство системных реакций острого воспаления резко изменяет лимфо- и кровообращение в очаге. Вазодилатация и повышение проницаемости капилляров облегчает выход из просвета капилляров защитных клеток. Весьма важным фактором является снижение р. Н в воспаленных тканях, обусловленное преимущественно секрецией молочной кислоты фагоцитами- оно оказывает губительное действие на бактерии, повышает микробицидную активность низкомолекулярных органических кислот и снижает резистентность к действию антимикробных химиопрепаратов.
Неспецифические факторы защиты организма – клеточные формы защиты, фагоцитоз. • • К клеточным факторам неспецифической защиты относятся фагоцитирующие клетки и натуральные киллеры. Фагоцитирующие клетки. Одним из мощных факторов резистентности является фагоцитоз. Установлено, что фагоцитарными свойствами обладают лейкоциты крови и лимфы (микрофаги, моноциты и макрофаги). Они различаются по форме и размерам, в зависимости от тканей, где они обнаруживаются. Фагоцитам присущи три функции: Защитная. Фагоцитозом уничтожаются чужеродные объекты, т. е. происходит очистка организма от инфекционных агентов, продуктов распада, отмирающих клеток, неметаболизируемых органических веществ. Секреторная. Взаимодействие объекта фагоцитоза с фагоцитом стимулирует бактерицидные системы последнего и приводит к выработке ферментов, таких как лизоцим и катепсин. Фагоциты синтезируют и секретируют множество цитокинов - биологически активных веществ, необходимых для поддержания иммунного ответа организма на чужеродное Фагоцитирующая клетка захватывает вещество. Представляющая. Переработка антигена бактерии (электронная микрофотография). (процессинг) и представление его иммунокомпетентным клеткам, принимающим участие в формировании иммунного ответа.
Фагоцитоз • Хемотаксис - продвижение фагоцита к объекту фагоцитоза, осуществляется с помощью псевдоподий. • Адгезия (прикрепление). На мембране фагоцитов размещены различные рецепторы для захвата микроорганизмов. • Эндоцитоз (поглощение). Принципы поглощения бактерий идентичны таковым у амеб: захваченные частицы погружаются в протоплазму и в результате образуется фагосома с заключенным внутри объектом. • Внутриклеточное переваривание. К фагосоме устремляются лизосомы, затем оболочки фагосомы и лизосомы сливаются и ферменты лизосом изливаются в фаголизосому. Фагоцитированные микроорганизмы подвергаются атаке комплекса различных микробицидных факторов. Последовательность фагоцитоза Незавершенный фагоцитоз. Менингококки (мелкие диплококки) в большом количестве находятся внутри фагоцитов в жизнеспособном состоянии.
Неспецифические факторы защиты организма – клеточные формы защиты, натуральные киллеры. • Натуральные киллеры (НК или NK) или естественные киллеры представляют собой популяцию лимфоидных клеток, лишенных признаков Т- и В-лимфоцитов. Их участие в неспецифическом иммунном ответе состоит в способности оказывать прямое цитотоксическое действие на злокачественнотрансформирован ные и вирусинфицированные клетки, а также клетки, поглотившие некоторые внутриклеточные бактериальные патогены. В процессе цитолиза различают три основных стадии: Клетка-киллер (меньшая клетка внизу) распознавание, выделение атакует опухолевую клетку. цитотоксинов ( «летальный удар» ) и лизис клетки-мишени.
Гуморальные неспецифические факторы защиты. К гуморальным механизмам естественной неспецифической защиты относятся содержащиеся в крови и других жидкостях организма ферментные системы: • система комплемента (может также участвовать в специфической защите). Комплемент — это неспецифическая ферментная система крови, включающая 9 различных протеиновых фракций, адсорбирующихся в процессе каскадного присоединения на комплексе антиген — антитело, и оказывающая лизирующее действие на связанные антителами клеточные антигены; • лизоцим — белок, содержащийся в крови, в слюне, слезной и тканевой жидкости. Он активен в отношении грамположительных бактерий, так как нарушает синтез муреина в клеточной стенке бактерий; • бета-лизины — более активны в отношении грамотрицательных бактерий; • лейкины — протеолитические ферменты, освобождающиеся при разрушении лейкоцитов. Они нарушают целостность поверхностных белков микробных клеток; • интерферон — продукт клеток, обладающий противовирусной и регуляторной активностью; • система пропердина — комплекс белков, обладающих противовирусной, антибактериальной активностью в присутствии солей магния;
• Понятие об антигенах и их основные характеристики. Антигены - вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и вызывающие развитие иммунных реакций. • Свойства антигена: - Иммуногенность - способность антигена индуцировать в организме иммунный ответ. - Антигенность - способность антигена взаимодействовать только с гомологичными антителами и лимфоцитами определенного клона. - Специфичность - структурные особенности, отличающие один антиген от другого. Виды антигенов: - Иммуногены или полные антигены - это вещества, вызывающие полноценный иммунный ответ и обладающие свойствами: иммуногенностью, антигенностью и специфичностью. - Гаптены - неполные антигены, относительно простые вещества, способные участвовать в иммунологических взаимодействиях, но не способные самостоятельно индуцировать иммунный ответ. Гаптены обладают свойствами антигенностью и специфичностью, но не обладают иммуногенностью. Гаптены после присоединения к крупным, обычно белковым молекулам (носителям), могут приобретать свойства полного антигена. - Толерогены - антигены, способные подавлять иммунные реакции с развитием специфической неспособности отвечать на них.
Классификация антигенов. • Изоантигены или групповые антигены - это антигены, по которым отдельные индивидуумы или группы особей одного вида различаются между собой. • Трансплантационные антигены - уникальный набор антигенов, свойственных только отдельному организму. Эти антигены кодируются группой генов, находящихся у человека на 6 хромосоме играют обязательную роль в индукции иммунного ответа на любой антиген. Рецепторы, встроенные в мембрану эритроцита, являются антигенами организма (изоантигены) в том числе антигены А и В системы АВО и резус фактор.
Микробные антигены. По специфичности микробные антигены делятся: • на перекрестно-реагирующие (гетероантигены) — это антигены, общие с антигенами тканей и органов человека. Они имеются у многих микроорганизмов и рассматриваются как важный фактор вирулентности и пусковой механизм развития аутоиммунных процессов; • группоспецифические — общие у микроорганизмов одного рода или семейства; • видоспецифические — общие у разных штаммов одного вида микроорганизмов; • вариантспецифические (типоспецифические) — встречаются у отдельных штаммов внутри вида микроорганизмов. По локализации антигены бактерий делятся на: • целлюлярные (связанные с клеткой); • экстрацеллюлярные (не связанные с клеткой). Основные целлюлярные антигены: • соматический — О-антиген (глюцидо-липоидо. Антигены бактерий: полипепдидный комплекс); О-антиген (3 - клеточная стенка); • жгутиковый — Н-антиген (белок); Н-антиген (7 - жгутик); • поверхностные — капсульные — К-антиген, fi. К-антиген (2 - капсула). антиген, Vi-антиген. Экстрацеллюлярные антигены — это продукты, секретируемые бактериями во внешнюю среду, в том числе антигены экзотоксинов, ферментов агрессии и защиты и др.
Антигены вирусов • В каждом вирионе любого вируса содержатся различные антигены. Одни из них являются вирусспецифическими. В состав других антигенов входят компоненты клетки хозяина (липиды, углеводы), которые включаются в его внешнюю оболочку. Антигены простых вирионов связаны с их нуклеокапсидами. По своему химическому составу они принадлежат к рибонуклеопротеидам или дезоксирибонуклеопротеидам, которые являются растворимыми соединениями и поэтому обозначаются как Sантигены. У сложноорганизованных вирионов одни антигенные компоненты связаны с нуклеокапсидами, другие - с гликопротеидами внешней оболочки. Многие простые и сложные вирионы содержат особые поверхностные Vантигены - гемагглютинин и фермент нейраминидазу. Антигены вирусов гриппа (вверху) и гепатита В (внизу) поверхностные (V-антигены) и серцевинные (S-антигены).
Механизмы специфического иммунного ответа. Клетки иммунной системы. • Наряду с факторами неспецифической защиты среда организма защищена от проникающих в нее чужеродных макромолекул, в том числе от патогенных микробов, механизмами специфического иммунного ответа. • Эти механизмы приобретаются организмом после контакта с конкретным чужеродным веществом, носящим название антиген. • Действие этих механизмов строго избирательно и распространяется только на конкретный антиген, который индуцировал иммунный ответ. Реализация иммунного ответа является функцией высоко специализированной иммунной системы организма. • Основные защитные функции иммунной системы - распознавание и элиминацию чужеродных макромолекул - осуществляют иммунокомпетентные клетки (лимфоциты и макрофаги), а также продуцируемые и секретируемые ими макромолекулы - антитела (иммуноглобулины). • Специфический иммунный ответ является одним из компонентов общей системы защиты организма, в которой все вышеперечисленные клетки и макромолекулы взаимосвязаны. • Местом функциональной кооперации всех перечисленных клеток и макромолекул служат органы и ткани иммунной системы организма.
Клетки иммунной системы. Лимфоциты - это единственные клетки организма, способные специфически распознавать и различать разные антигены и отвечать активацией на контакт с определенным антигеном. Лимфоциты находятся в состоянии рециркуляции, т. е. постоянно происходит обмен клетками между кровью, лимфой и лимфоидными органами. Каждый отдельный антиген распознается лишь очень небольшой частью популяции лимфоцитов, несущих специфические для него антигенраспознающие рецепторы. Встретив и распознав этот антиген, лимфоциты Клональная селекция размножаются (пролиферация) и лимфоцитов (схема). дифференцируются, благодаря клональной После антигенной стимуляции селекции. лимфоциты размножаются Большая часть из них принимает и дифференцируются. непосредственное участие по уничтожению антигена, а меньшая часть остается в виде Большая часть из них долгоживущих активированных клеток памяти активно участвуют в и в данный момент участие в защите не уничтожении антигена, принимает. а меньшая остается Лимфоциты делятся на две популяции, имеющие в виде долгоживущих различные функции и продуцирующие разные белки. В зависимости от места созревания в клеток памяти. организме подразделяются на Т-(тимус) и В- (бурса Фабрициуса, костный мозг) лимфоциты.
Антитела • Антителами называются сывороточные белки, образующиеся в ответ на действие антигена. Они относятся к сывороточным глобулинам, поэтому называются иммуноглобулинами (Ig). Через них реализуется гуморальный тип иммунного ответа. • Свойства антител: • специфичность, т. е. способность вступать во взаимодействие с антигеном, аналогичным тому, который индуцировал (вызвал) их образование; • гетерогенность по физико-химическому строению, специфичности, происхождению. • По происхождению они делятся на: • нормальные (анамнестические) антитела, которые обнаруживаются в любом организме как результат бытовой иммунизации; • инфекционные антитела, которые накапливаются в организме в период инфекционной болезни; • постинфекционные антитела, которые обнаруживаются в организме после перенесенного инфекционного заболевания; • поствакцинальные антитела, которые возникают после искусственной иммунизации. • По специфичности антитела делятся на те же группы, что и соответствующие микробные антигены: • группоспецифические; • видоспецифические; • вариантспецифические; • перекрестнореагирующие.
Защитные механизмы антител (функции). • АТ помогают предотвратить инфицирование и/или элиминировать возбудитель, активируя при этом несколько механизмов. • Опсонизация (иммунный фагоцитоз) - связывание АТ с клеточной стенкой микроорганизма с последующим эффективным поглощением образовавшегося комплекса фагоцитом. • Антитоксический эффект. АТ могут связывать и тем самым инактивировать бактериальные токсины. • Активация комплемента. Антитела (Ig. M и Ig. G) после связывания с Аг (микроорганизм, опухолевая клетка и др. ) могут активировать каскад сывороточных протеаз (систему комплемента), что приводит к уничтожению индуктора в результате перфорации его клеточной стенки, усилению хемотаксиса и иммунного фагоцитоза. • Нейтрализация. Взаимодействуя с рецепторами клетки, связывающими бактерии или вирусы, АТ могут препятствовать адгезии и проникновению микроорганизмов в клетки организма-хозяина. • Антителозависимая цитотоксичность. Распознавание клетки «мишени» антителами, адсорбированными на рецепторах NK-клеток, с последующим разрушением их.
Характеристика иммуноглобулинов. • Выделяют 5 разных классов АТ: Ig. A, Ig. D, Ig. E, Ig. G и Ig. M. 1. Ig. M - - наиболее ранний класс АТ, обнаруживаемый при первичном попадании АГ в организм, т. е. наличие Ig. M к Аг конкретного возбудителя указывает на наличие острого инфекционного процесса. Молекулы Ig. M опсонизируют, агглютинируют, преципитируют и лизируют содержащие Аг структуры, а также легко активируют систему комплемента. 2. Ig. G - Основной класс АТ (до 75% всех Ig), защищающих организм от бактерий, вирусов и токсинов. После первичного контакта с Аг синтез Ig. M обычно сменяется образованием более дифференцированных Ig. G. Максимальные титры Ig. G при первичном ответе наблюдаются на 6 -8 сутки. Обнаружение высоких титров Ig. G к Аг конкретного возбудителя указывает на то, что организм находится на стадии реконвалесценции или конкретное заболевание перенесено недавно. Ig. G непосредственно участвуют в реакциях иммунного цитолиза, реакциях нейтрализации, а также усиливают фагоцитоз. Только Ig. G беременной форсируют плацентарный барьер, проходят через базальную мембрану трофобласта в соединительную ткань плода и попадает в капилляры плода. Транспорт Ig. G через плаценту обеспечивает формирование пассивного иммунитета у плода.
Характеристика иммуноглобулинов. 3. Ig. A (в сывороточном пуле Ig составляют 15 -20%) секретируются на поверхность эпителиев, присутствуют в слюне, слезах, молоке, выделяются на поверхность слизистых оболочек, где взаимодействуют с Аг, усиливая защитные свойства слизистых оболочек пищеварительного тракта, дыхательных, половых и мочевыделительных путей. 4. Ig. E специфически взаимодействуют с тучными клетками и базофильными лейкоцитами; эти клетки содержат многочисленные гранулы с биологически активными аминами. Защитные потенции Ig. E направлены преимущественно против гельминтов (нематод). 5. Ig. D. Биологическая роль этого Ig не установлена; Ig. D обнаруживают на поверхности развивающихся В-лимфоцитов; в сыворотке здоровых лиц он присутствует в крайне низкой концентрации. Уровень Ig. D повышается при миеломной болезни и хронических воспалительных процессах.
Специфические формы иммунного ответа. Антителообразование. • Иммунный ответ — совокупность процессов, происходящих в иммунной системе в ответ на введение антигена. Клетки, участвующие в иммунном ответе (Т- и В-лимфоциты и макрофаги), называются иммунекомпетентными. Влимфоциты генетически запрограммированы на синтез поверхностного рецептора иммуноглобулиновой природы (иммуноглобулиновые антигенраспознающие рецепторы), специфичного к одному определенному антигену. Встретив и распознав этот В-лимфоциты антиген, В-клетки размножаются и дифференцируются в плазматические после антигенной стимуляции клетки, которые образуют и выделяют в размножаются и растворимой форме большие количества дифференцируются таких рецепторных молекул, называемых в плазматические клетки (ПК), антителами. Благодаря своей которые образуют идентичности исходным рецепторным и выделяют антитела. молекулам они взаимодействуют с тем антигеном, который первоначально активировал В-клетки.
Специфические формы иммунного ответа. Иммунный фагоцитоз и киллерная функция клеток. • Макрофаги фагоцитируют чужеродный агент и в процессе внутриклеточного переваривания переводят антигенную информацию на язык, понятный антигенраспознающим клеткам (лимфоцитам), снимают антигенную информацию с антигенраспознающих клеток, концентрируют ее и передают антигенвоспринимающим клеткам. • Т-лимфоциты в процессе дифференцировки и пролиферации образуют субпопуляции, отличающиеся друг от друга по своим функциям: одни выполняют регуляторные, а другие — эффекторные функции.
Специфические формы иммунного ответа. Иммунный фагоцитоз и киллерная функция клеток. • К регуляторам относят Т-хелперы (Th): • Th 0 узнают детерминантные группы антигена на мембране макрофага, соединяются с ними и дают импульс к пролиферации и дифференцировке, следствием которой является продукция интерлейкинов. Через эти регуляторные молекулы они стимулируют или угнетают образование Th 1, Th 2, Тh 3; • Th 1 через свои интерлейкины обеспечивают образование эффекторных клеток — Т-киллеров (клеточный иммунитет); • Th 2 через свои интерлейкины стимулируют В-лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, эти клетки-эффекторы являются продуцентами антител (гуморальный иммунитет); • Тhз также образуют лимфокины, стимулирующие пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов. Но основной их функцией является продукция интерлейкинов, тормозящих пролиферацию и дифференцировку как Т-, так В-лимфоцитов, т. е. подавляющих развитие как клеточного, так и гуморального иммунного ответа.
Специфические формы иммунного ответа. Иммунный фагоцитоз и киллерная функция клеток. • Субпопуляция Т-киллеров осуществляет разрушение клеток организма, зараженных вирусами или иными внутриклеточно размножающимися патогенными микробами. Свои функции воздействия на другие клетки Т-лимфоциты осуществляют путем выделения растворимых белков цитокинов, которые передают сигналы другим клеткам, или путем прямых межклеточных контактов. В цитотоксической реакции атакующая клетка направляет содержимое своих гранул наружу, к клетке-мишени. Гранулы цитотоксических Т-клеток содержат соединения, называемые перфоринами, которые способны создавать каналы в наружной мембране клеток-мишеней. (Подобно этому, антитела, связавшись с поверхностью клетки-мишени, могут привлечь комплемент для перфорирования ее цитоплазматической мембраны). Кроме того гранулы содержат лимфотоксины, которыми цитотоксические лимфоциты, путем введения через проделанное отверстие в мембране, лизируют клетку-мишень. Некоторые цитотоксические клетки способны также своим сигналом включать программу саморазрушения клетки-мишени - процесс апоптоза.
Специфические формы иммунного ответа. Иммунологическая толерантность. • • • По типу взаимодействия клеток и образовавшихся клеток-эффекторов (по конечному результату) принято различать 3 типа иммунного ответа: • гуморальный иммунный ответ; • клеточный иммунный ответ; • иммунологическую толерантность. При гуморальном иммунном ответе эффекторными являются потомки Влимфоцитов — плазматические клетки, точнее, продукты их жизнедеятельности — антитела. При клеточном иммунном ответе эффекторными клетками являются потомки Th 1 — Т-киллеры. Они убивают клетки-мишени, несущие соответствующие антигены. Иммунологическая толерантность — это специфическая иммунологическая инертность, терпимость к антигену. Он распознается, но не формируются эффекторные механизмы, способные его элиминировать. Иммунный ответ против собственных тканей организма в нормальных условиях не развивается, т. е. иммунная система толерантна к подавляющему большинству Аг тканей организма (аутоантигены). Искусственная толерантность к чужеродным Аг может быть вызвана иммунизацией по определенной схеме (например, толерантность «низкой дозы» - дробное введение Аг в возрастающих количествах или толерантность «высокой дозы» - однократное введение Аг в высокой дозе). Иммунный ответ любого типа проходит 2 фазы: • 1 -я, непродуктивная, — распознавание антигенов и взаимодействие иммунокомпетентных клеток; • 2 -я, продуктивная, — пролиферация клеток-эффекторов или продукция антител.
Специфические формы иммунного ответа. Иммунологическая память. • Иммунологическая память - способность организма отвечат на повторное введение антигена иммунной реакцией, характеризующейся большей силой и более быстрым развитием. Клетки иммунологической памяти – долгоживущие Т -и Влимфоциты, сохраняющие многие годы способность реагировать на повторное введение антигена, так как вырабатываются рецепторы к этому антигену. Иммунологическая память проявляется как ускоренный специфический ответ на повторное введение антигена. Иммунологическая память к антигенным компонентам окружающей среды лежит в основе аллергических заболеваний, а к резус-антигену (возникает при резуснесовместимости беременности) - в основе гемолитической болезни новорожденных. Феномен иммунологической памяти используется в практике вакцинации людей.
Первичный и вторичный иммунный ответ. Первичный ответ. Появлению АТ предшествует латентный период продолжительностью 3 -5 суток. В это время происходит распознавание Аг и образование клонов плазматических клеток. Затем наступает логарифмическая фаза, соответствующая поступлению АТ в кровь; ее продолжительность - 7 -15 суток. Постепенно титры АТ достигают пика и наступает стационарная фаза, продолжительнстью 15 -30 суток. Ее сменяет фаза снижения титров АТ, длящаяся 1 -6 месяцев. Вторичный ответ. После антигенной стимуляции часть В- и Т-лимфоцитов циркулирует в виде клеток памяти. Особенности вторичного иммунного ответа - высокая скорость антителообразования, появление максимальных титров АТ и длительное (иногда многолетнее) их циркулирование. Основные характеристики вторичного ответа: образование АТ индуцируется значительно меньшими дозами Аг; индуктивная фаза сокращается до 5 -6 ч; среди АТ доминируют Ig. G, пик их наступает раньше (3 -5 сут); АТ образуются в более высоких титрах и циркулируют в организме длительное время.
Гуморальные иммунные реакции В результате кооперации макрофагов, Т-хелперов и В-лимфоцитов и дальнейшей дифференцировки В-лимфоцитов в плазматические клетки, последние продуцируют антитела, которые нейтрализуют антиген.
Гуморальные иммунные реакции В гуморальных иммунных реакциях участвуют три клеточных типа: макрофаги (Аг-представляющие клетки), Т-хелперы и В-лимфоциты. Аг-представляющие клетки фагоцитируют микроорганизм и перерабатывают его, расщепляя на фрагменты (процессинг Аг). Фрагменты Аг выставляются на поверхности Аг-представляющей клетки. Агпредставляющая клетка с фрагментами Аг предъявляется Т-хелперу. Распознавание комплекса Тхелпером стимулирует секрецию интерлейкина-1 макрофагами. Т-хелпер под действием интерлейкина-1 синтезирует интерлейкин-2 и рецепторы к интерлекину-2; последний стимулирует пролиферацию Т-хелперов, а также ЦТЛ. Таким образом, после взаимодействия с Аг-представляющей клеткой Т-хелпер приобретает способность отвечать на действие ИЛ-2 бурным размножением. Биологический смысл этого явления состоит в накоплении Т-хелперов, обеспечивающих образование в лимфоидных органах необходимого пула плазматических клеток, вырабатывающих АТ к данному Аг. В-лимфоцит. Активация В-лимфоцита предполагает прямое взаимодействие Аг с молекулой Ig на поверхности В-клетки. В этом случае сам В-лимфоцит перерабатывает Аг и представляет его фрагмент на своей поверхности. Этот комплекс распознает Т-хелпер, отобранный при помощи того же Аг. Узнавание рецептором Т-хелпера комплекса на поверхности В-лимфоцита приводит к секреции Тхелпером ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, под действием которых В-клетка размножается, образуя клон плазматических клеток (плазмоцитов). Плазмоциты синтезируют антитела. Часть зрелых Влимфоцитов после антигензависимой дифференцировки циркулируют в организме в виде клеток памяти. Антитела, специфически взаимодействуя с антигенными детерминантами (эпитопами) на поверхности микроорганизмов, образуют с ними иммунные комплексы, что ведет к активации мембраноатакующего комплекса системы комплемента и лизису микробных клеток. Кроме того, иммунные комплексы, включающие микроорганизмы и специфические антитела, быстрее и легче захватываются фагоцитирующими клетками организма при участии Fc-рецепторов. При этом ускоряется и облегчается внутриклеточная гибель и переваривание. Защитная роль антител в антитоксическом иммунитете определяется также их способностью нейтрализовать токсины. Секреторные иммуноглобулины класса А обеспечивают местный специфический иммунитет слизистых оболочек, препятствуя прикреплению и проникновению патогенных микроорганизмов. Вместе с тем гуморальная защита малоэффективна против внутриклеточно паразитирующих бактерий, риккетсий, хламидий, микоплазм, грибов, простейших и вирусов. Против этих возбудителей более эффективны клеточные механизмы специфического иммунитета, к которым относится иммунное воспаление - реакция гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) и цитотоксическая активность Ткиллеров, NК-клеток, макрофагов.
Клеточные иммунные реакции Клеточный иммунный ответ опосредован активированными Т-хелперами макрофагами и другими фагоцитирующими клетками, а также цитотоксическими Т-лимфацитами.
Клеточные иммунные реакции • В очаге иммунного воспаления Т-эффекторы ГЗТ, активированные при контакте с микробными антигенами, продуцируют лимфокины, индуцирующие микробоцидные механизмы фагоцитов. В результате усиливается внутриклеточная гибель захваченных фагоцитами возбудителей. Гибель клеток- «мишеней» вместе с паразитирующими в них возбудителями может наступить вследствие их распознавания Ткиллерами, специфически сенсибилизированных противомикробных антигенов. Другой механизм гибели зараженных клеток носит название антителозависимой цитотоксичности (АЗЦТ). Он заключается в распознавании микробных антигенов на мембране зараженной клетки «мишени» антителами, адсорбированными на Fc-рецепторах NKклеток или макрофагов. При этом цитотоксичность является результатом действия лизосомных ферментов и других продуктов секреции данных клеток. В целом клеточные механизмы обеспечивают защиту организма против факультативно и облигатно внутриклеточных паразитов, что позволяет оценивать напряженность специфического иммунитета по результатам кожно-аллергической реакции. Этим же объясняется и тот факт, что наиболее эффективными для специфической профилактики таких инфекций являются вакцины из живых ослабленных микроорганизмов, активирующие клеточные механизмы иммунитета.
Скачать презентацию Учение об иммунитете Лекция по микробиологии 6
Uchenie_ob_immunitete.ppt