ВВЕДЕНИЕ В ИММУНОЛОГИЮ Кафедра микробиологии с иммунологией и

ВВЕДЕНИЕ В ИММУНОЛОГИЮ Кафедра микробиологии с иммунологией и вирусологией Ассистент к. м. н. Т. Л. Соловьева

Исторический аспект В начале XX века было установлено, что наряду с эндокринной, сердечнососудистой, пищеварительной и другими системами в организме животных и человека имеется самостоятельная система иммунная

Иммунитет – невосприимчивость к инфекционным заболеваниям Иммунные реакции – это механизмы, регулирующие отношения между «своими» и «чужими» антигенами и их носителями. n Иммунология – наука, изучающая механизмы реагирования макроорганизма на различные антигены и возникающие при этом специфические и неспецифические явления. n

Задачи иммунологии: Изучение ИС здорового человека n Изучение роли ИС в патогенезе инфекционных и неинфекционных заболеваний n Разработка методов оценки иммунного статуса n Разработка иммуноактивных препаратов и оптимальных схем их применения n

Наука, занимающаяся изучением взаимодействия антигенов со специфическими антителами называется серология n Серология (serum- сыворотка) – раздел прикладной иммунологии, разрабатывающий иммунологические реакции in vitro.

Антигены – вещества, любого происхождения, запускающие в организме специфическую иммунную реакцию. HLA – человеческие «лейкоцитарные» антигены n HLA I – участвуют в клеточном ИО (рецепторная молекула для CD 8) n HLA II - участвуют в гуморальном ИО (рецепторная молекула для CD 4)

Антигены идентифицируются: 1) Атителами в том числе -- мембранными антителами BCR (В клеточными рецепторами) 2) TCR - Т- клеточными рецепторами, связывающимися с видоизмененной антигеном молекулой HLA, а не с «оголенным» антигеном. На прямую TCR не связывается с микробами (на них нет HLA)

АТ+АГ=ИК n ЦИК – циркулирующий иммунный комплекс n ПИК – преципитирующий иммунный комплекс

Иммунная система /ИС/ совокупность всех лимфоидных органов и скоплений лимфоидных клеток организма

Иммунная система осуществляет: n Восприятие антигена как индуктора иммунологических реакций n Развитие иммунологических реакций, включая иммунологическую память n Разрушение чужеродных субстанций

Клетки иммунной системы n Т- лимфоциты (формируются в тимусе) отвечают за клеточный иммунный ответ и имеют рецептор для антигена TCR n В - лимфоциты реализуют гуморальный иммунный ответ с синтезом антител (АТ синтезируются ПК, производными Влимфоцитов) и рецептор для антигена ВСR

Территориальные особенности иммунной системы Кожа – доминирует клеточный иммунный ответ Th I и преобладает субпопуляция CD 8 клеток. n Слизистые оболочки – защищает в основном s. Ig. A, доминирует Th II. n ЖКТ – 90 % поверхности тонкого кишечника покрывает s. Ig. A и обеспечивает постинфекционный иммунитет n

Забарьерные органы – физиологически изолированные ограждающие антигены от контакта с ИКК. К их числу относятся головной и спинной мозг, семенники, глаз, щитовидная железа, надпочечники, плацента (плод). При нарушении барьера этих органов может развиться аутоиммунная реакция

Особенности забарьерных органов Наличие барьера для Т-хелперов n Отсутствие лимфоидной ткани. В забарьерных органах не действуют механизмы отторжения трансплантата n Отсутствие выраженной репаративной регенерации n Развитие деструктивных аутоиммунных процессов после травмы или утраты естественной толерантности n

Функции иммунной системы: 1. Защитная 2. Регуляторная: - адаптивная - морфогенетическая Защитная – поддержание антигенного гомеостаза, контроль качества (дифференцировка «свое чужое» ) Адаптивная – дифференцировка «нужно не нужно» в отношении веществ /метаболитов/ и клеток / в т. ч. микробов/, контроль функций

Морфогенетическая – регуляция пролиферации, дифференцировки и метаболизма клеток, включая процессы регенерации, гемопоэза, морфогенеза. Контроль количества (меры - «большеменьше» )

Реакции защиты организма направлены на борьбу с n n n Микробами Токсинами Инфицированными клетками (стареющие, опухолевые, мутированные) n n Собственными здоровыми клетками (патология) Здоровыми клетками трансплантата

ЛЕЙКОЦИТЫ n ПМЛ (=ПЯЛ) - нейтрофилы эозинофилы базофилы n Мононуклеары - лимфоциты моноциты

1)Фагоцитарную функцию выполняют все лейкоциты, кроме лимфоцитов (в основном нейтрофилы, моноциты и макрофаги). Процесс расщепления (переваривания) происходит с помощью протеаз, нуклеаз, радикалов (за счет активации МПО и НАДФоксидазы) 2)Лимфоциты единственные клетки циркулирующие по кровотоку, способные к размножению

Центральные клетки иммунной системы n Лимфоциты (ИКК) n АПК: - дендритные макрофаги эндотелиальные клетки

АПК – антиген-презентирующие клетки Профессиональные n Непрофессиональные ( с HLA II) ( с HLA I) Дендритные клетки Эндотелиальные клетки Моноциты Астроциты Макрофаги Тучные клетки В-лимфоциты n

По функциям: 1) Афферентные (АПК) клетки, способные синтезировать ИЛ-1 и экспрессировать HLAI 2) Регуляторные клетки – клетки памяти (Т- и В -лимфоциты), Th (Т-хелперы, запускающие Th. I и Th. II зависимый ИО) 3) Эффекторные клетки – ПК, CD 8 (ЦТЛ), CD 4 (Th – хелперы), макрофаги, ЕКК

Порядковые регистрационные номера для обозначения молекул CD – кластеры дифференцировки n CD 4 – клетки Th n CD 8 – клетки Tc n CD 19 -22 – В-лимфоциты n CD 56+ CD 16± – ЕКК n CD 46, CD 55, CD 59 – мембранные ингибиторы системы комплемента n CD 16, CD 32, CD 64 – Fc. R n

Какие клетки ищут и проверяют - «отечественный паспорт» (HLA I) «зарубежный паспорт» (HLA II) клетки «без паспорта» (без HLA) Какими молекулами ( «руками» ) лимфоцит Фиксирует паспорт для идентификации (проверки)?

Три этапа защиты в организме n n n В течение первых 4 часов действуют локально тканевые макрофаги, нейтрофилы, система комплемента, Ig. G клетки-памяти В течение 4 суток способствуют защите – цитокины (ФНО-альфа, ИФ-гамма, ИЛ-1, ИЛ-8); активированные макрофаги, нейтрофилы, ЕКК Факторы, присоединяющиеся к защите после индукции ИО – вновь синтезированные АТ, ЦТЛ ( т. е. CD 4 и CD 8)

Механизмы киллинга (иммунного цитолиза) Индукция апоптоза (каспазами, по механизму Fas/=CD 95/ +Fas. L) n Перфорация клетки-мишени перфоринами, формирующими при «полимеризации» МАК (мембраноатакующий комплекс –полый цилиндр, пробивающий ЦПМ) n Деструкция ЦПМ пероксинитритом (ONOO¯) n

Апоптоз или некроз?

?

Лимфоциты-киллеры атакуют измененную собственную клетку лизис

Фактор некроза раковой клетки (= ФНО) (желтый), нанесенный на частицу кремния (красная), приводит раковую клетку (зеленая) к гибели ФНО Апоптоз

Иммунный ответ n ИО – это реакция иммунной системы с образованием специфических антител и ЦТЛ (т. е. Th и CD 8 клеток

Иммунитет (резистентность к инфекции) n Приобретенный n Наследственный (врожденный, естественный)

Приобретенный n Адаптивный – активный, приобретенный активно, т. е. через иммунный ответ n Адоптивный – пассивный, приобретенный пассивно, т. е. через использование «готовых» антител

Адаптивный Естественный n Искусственный – после перенесенного – вакцинация заболевания – после подпороговой иммунизации (активное функционирование иммунной системы) n

Адоптивный Естественный - Ig. G в кровотоке плода и новорожденного - s. Ig. A молока в ЖКТ (матери, коровы, козы) n Искусственный - Введение антител (гамма- глобулинов, антисыворотки) - Лимфоцитов - Супернатанта лимфоцитов (антигенспецифических лимфокинов) n

Врожденный - естественный Видовой - Сельскохозяйственные животные не болеют венерическими заболеваниями, человек невосприимчив к чуме крупного рогатого скота n Индивидуальный - 10% лиц невосприимчивы к туберкулезу n

Иммунитет n Нестерильный Синтез антител поддерживается персистенцией микроба (например: туберкулез, бруцеллез) n Стерильный Устойчивость организма сохраняется после полной элиминации возбудителя за счет постоянного синтеза антител (например: скарлатина, холера)

Протективный иммунитет (от слова «протекция» – защита) – защитный Параиммунитет: активация одного вида иммунного ответа влечет за собой активацию и соседних клонов лимфоцитов (за счет повышения концентрации цитокинов).

Иммунитет n Клеточный Th. I Осуществляется за счет ЦТЛ – цитотоксических Тлимфоцитов и всеми клетками в т. ч. и фагоцитами n Гуморальный Th. II Осуществляется по средством антител

Иммунный ответ на антиген Th. I- зависимый Клеточный Продукция цитокинов 1 -го типа ИФ-гамма ФНО-альфа ИЛ-2 n Th. II- зависимый Гуморальный Продукция цитокинов 2 -го типа ИЛ-4 (и аналога ИЛ-13) ИЛ-5 ИЛ-10 n

Антитела – иммуноголобулины Ig Ig. M – первый синтезируется в процессе ИО n Ig. G – иммуноглобулин «памяти» n Ig. A – защищает в основном слизистые оболочки, содержится в молоке n Ig. E – опосредует аллергию и анафилактический шок через активацию тучных клеток n Ig. D – один из рецепторов предшественников В-лимфоцитов n

Основные функции антител (в иммунных комплексах) Нейтрализация факторов адгезии, токсинов (Ig. A, Ig. M, Ig. G) n Активация системы комплемента КПК (Ig. M, Ig. G) n Активация клеток с Fc. R (Ig. G, Ig. E) c последующим фагоцитозом (объект меньше фагоцита), либо экзоцитозом (тучные клетки или фагоциты - объект больше фагоцита; АТ -ЗКЦ) n

Механизмы защиты со стороны гуморального ИО n n n Нейтрализация антигенов (токсинов, факторов адгезии, жгутиков) Активация системы комплемента (либо лизис бактерий МАК-ами, либо опсонический эффект) Индукция фагоцитоза (эндоцитоза или экзоцитоза) Через антитела могут активизироваться ЕКК, тромбоциты Молекулы Ig. Eактивируют в присутствии антигенов (аллергенов) тучные клетки и базофилы

Функция Ig. E - изгнание паразитов

Fc Fc. R

Как защищает клеточный иммунитет? (Механизмы защиты)

?

(продолжение) Особенности защиты Врожденная – Действуют немедленно, грубо (неспецифически) – Память не формируют Иммунная - Первичный ответ развивается примерно через 4 -6 суток - Ответ специфический (т. е. против конкретного Аg) - Память формируется

Адаптивный иммунитет Естественный n Искусственный – постинфекционный – поствакцинальный – популяционный иммунитет n

Адоптивный иммунитет n Естественный - Ig. G в кровотоке плода и новорожденного - s. Ig. A молока в ЖКТ (матери, коровы, козы) n Искусственный - Введение антител (гамма-глобулинов, антисыворотки) - Лимфоцитов - Супернатанта лимфоцитов (антигенспецифических лимфокинов)

Механизмы защиты со стороны клеточного ИО 1. Функционирование Тс клеток (CD 8). Данный вид киллеров убивает КМ с видоизмененной HLA I класса Механизм киллинга: - Выброс в межклеточную щель перфоринов, образование МАК пробивает ЦПМ и содержимое клетки уравновешивается с окружающей средой (клетка погибает)

Индукция апоптоза КМ 2. Функционирование Th (=CD 4 клеток) Данный вид киллеров убивает КМ с видоизмененной HLA II класса путем апоптоза 3. Механизмы защиты со стороны ФНО-альфа (цитокина Th I типа) 4. Механизмы защиты со стороны ИФ-гамма (цитокина Th I типа) -

Виды цитотоксичности 1. 2. 3. Естественная (ЕКК, фагоциты) Антителозависимая – АТ-ЗКЦ (через Ig. G/Fc. R/, Ig. M - C 3 b/CR 1 -3) Цитотоксичность ЦТЛ (Th, CD 8 клеток)

Естественная цитотоксичность n ЕКК – реагируют на клетки без HLA I класса Механизм киллинга: – перфориновый (цитолитический) – выделение гранзимов -- индукция апоптоза

n Фагоциты (ПМЛ, макрофаги) Условие – объект больше фагоцита (по размеру) -- Комплемент - зависимая клеточная цитотоксичность (С-ЗКЦ) -- СРБ - зависимая клеточная цитотоксичность (СРБ-ЗКЦ) -- Лектин - зависимая клеточная цитотоксичность (Л-ЗКЦ) Механизм киллинга: ПОЛ (МПО)

Антитело-зависимая клеточная цитотоксичность (специфическая защита) Условие – объект больше фагоцита (по размеру) ЕКК (через Fc/=CD 16) через перфорины и гранзимы n Фагоциты – через АФК, протеазы, катепсины n Тромбоциты – через ПОЛ n Эпителиоциты – через антитела n

?