авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
-- [ Страница 1 ] --

Учебно-методическое обеспечение для подготовки кадров

по программам высшего профессионального образования для тематического

направления ННС «Нанобиотехнологии»

_

Учебно-методическое обеспечение для подготовки магистров

по программам высшего профессионального образования

направления подготовки «Нанотехнология» с профилем

подготовки «Нанобиотехнологии»

М.Ю. Скоркина, Т.А. Погребняк УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МАГИСТРОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ УДК 577 ББК 28.074 С 44 С 44 Скоркина, М.Ю. Основы иммунологии [текст]: учебно-мето дический комплекс для бакалавров по дисциплине / М.Ю. Скоркина, Т.А. Погребняк. – М., 2010. – 225 с.

ISBN Охраняется законом РФ об авторском и смежном правах. Вос произведение всего учебно-методического комплекса или его любой части (в том числе в электронном виде) без письменного разрешения автора и издателя запрещается. Попытки нарушения закона будут преследоваться в судебном порядке.

ISBN © Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А., © НОУ ДПО «Институт информационных технологий “АйТи”», ЧАСТЬ 1:

ТЕКСТЫ ЛЕКЦИЙ Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

ВВЕДЕНИЕ Содержание лекционного курса включает в себя современные научные теоретические и практические знания и открытия в области развития им мунологии и познания механизмов иммунитета. Построение лекционного материала соответствует познанию от простого к более сложному, то есть последовательно рассматривается на всех уровнях организации живого орга низма – от молекулярно-генетического до организменного включительно. На молекулярном уровне излагаются особенности строения молекул иммуно глобулинов, антигенраспознающих рецепторов В-клеток и Т-клеток, молекул главного комплекса гистосовместимости, антигенов, цитокинов, адгезинов.

Клеточный уровень включает рассмотрение клеток лимфоидного комплекса, клеточные кооперации, определяющие иммунную защиту. На более высоком уровне организации живых систем – органном представлен комплекс знаний об анатомо-гистологической организации и функционирования лимфоидного комплекса. Организменный уровень включает изучение вопросов нейрогор мональной интеграции в регуляции иммуногенеза, влияния факторов внеш ней среды на формирование иммунного ответа. Такой подход к построению лекционного курса позволяет успешно изучать базовые вопросы дисципли ны, выявлять общие закономерности, лежание в основе функционального взаимодействия организма и среды, которые необходимы специалистам для осознанного подхода к выбору специализации и решания ими узких при кладных задач, в частности, по оценке активности Т- и В-систем иммунитета и устойчивости живой системы в целом на основе применения современных методов диагностики, оптической и атомно-силовой микроскопии, возмож ностей их приложения в области биологии и нанобиотехнологии.

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ «ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ»

1.1. Иммунология – наука молекулярного уровня.

Иммунология как экспериментальная наука, предмет, задачи и перспективы развития.

Принципы организации и функционирования иммунной системы.

1.1.1. Иммунология как экспериментальная наука, предмет, задачи и перспективы развития.

Иммунология – наука о закономерностях осуществления специфического иммунного ответа и неспецифических механизмах защиты живых систем от чужеродных в антигенном отношении молекул и клеток.

Система органов и клеток организма, осуществляющая реагирование против чужеродных субстанций, получила название иммунной системы.

Именно она обеспечивает иммунитет. Иммунитет – это способ защиты орга низма от всех антигенно чужеродных тел и веществ экзогенной и эндогенной природы. Его главная функция – иммунологический надзор за внутренним постоянством многоклеточных популяций организма (слайды 1, 2, 3).

Реакции иммунной системы лежат в основе несовместимости и отторже ния пересаживаемых органов и тканей. Ее нарушение приводит к развитию аутоиммунных болезней, аллергий, ряду болезней новорожденных, к возник новению рака, преждевременному старению, повышению чувствительности к микроорганизмам, к развитию хронических инфекционных процессов.

Иммунная защита включает два взаимосвязанных компонента:

– более древний – воспалительную реакцию, которая реализуется без включения специфических механизмов распознавания чужеродных агентов и служит фундаментом, на котором развертывается иммунный ответ, осу ществляемый лимфоидными клетками;

– более современные – антигенспецифическое звено, которое включа ется после длительного и сложного процесса, связанного с размножением лимфоцитов и их дифференцировкой в эффекторные клетки.

Наиболее характерными признаками, иммунной системы, отличающи ми ее от других систем являются: способность дифференцировать «свое»

от «чужого»;

создание памяти о первичном контакте с чужеродным антиге ном;

клональная организация иммунокомпетентных клеток, проявляющаяся в способности отдельного клеточного клона реагировать только на одну из множества антигенных детерминант.

Иммунология как наука, изучающая способы и механизмы защиты от Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

генетически чужеродных веществ с целью сохранения гомеостаза и других жизненных функций организма, имеет общебиологическое и общемеди цинское значение. Выявление сущности механизмов иммунитета с учетом их эволюционных изменений на генетически-молекулярном, клеточном, организменном, биохимическом уровнях позволяет иммунологии решать важные практические проблемы медицины, такие как профилактика инфек ционных (иммунопрофилактика, вакцинология), аутоиммунных и аллерги ческих болезней, диагностика и лечение злокачественных новообразований, трансплантация органов и тканей, взаимоотношения матери и плода на всех стадиях репродукции;

профилактика и лечение врожденных и приобретен ных иммунодефицитов;

влияние на организм лекарственных препаратов и экологически вредных факторов;

вопросы генотерапии и генодиагностики, связанные с работой иммунной системы.

К настоящему моменту решен ряд принципиально важных задач иммуно логии: расшифрована структура, синтез и функция антител, а также изучены факторы, определяющие естественную резистентность организма (компле мент, лизоцим, интерферон);

открыта система гистосовместимости (HLA), в значительной мере установлена ее генетика и значение в иммунитете;

вы яснена структура и функциональная роль популяций и субпопуляций Т- и В-лимфоцитов, моноцитов, и их кооперативные взаимодействия;

установле ны основные стадии иммунопроцессинга – с момента контакта антигена с иммунокомпетентными клетками и до развития иммунологических реакций;

на основе применения цитокинов (интерлейкинов, интерферонов, пептидов тимуса, миелопептидов и других регуляторных пептидов) раскрыты меха низмы саморегуляции и автономного функционирования иммунной системы;

исследованы параметры иммунного статуса в норме и при его нарушениях, врожденных или приобретенных;

решен ряд проблем по иммунопрофилак тике инфекционных болезней, созданию вакцин нового поколения (генно инженерных, синтетических);

разработаны высокоинформативные специфи ческие иммунобиологические препараты для диагностики инфекционных и неинфекционных болезней, включая эндогенные и экзогенные иммуномоду ляторы для иммунокоррекции и иммунотерапии.

Иммунология как наука возникла более 100 лет назад, но её важнейшие достижения приходятся на вторую половину XX века. Основоположниками иммунологии считаются французский химик Луи Пастер, русский биолог И.И. Мечников, немецкий химик Пауль Эрлих. Её становлению способство вали открытия в смежных областях научного знания – молекулярной био логии, генетике, цитологии, генной инженерии, физиологии, физике, химии и др. Так феномен иммунной защиты ученые пытались объяснить с помо щью множества теорий. Самые известные из них – теория боковых цепей ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ П. Эрлиха и теория прямой матрицы Полинга;

теория непрямой матрицы Ф. Бернета и Ф. Феннера;

теория естественного отбора П. Ерне;

клонально селекционная теория Бернета, теория идиотип-антиидиотипической сети (Р.В. Петров, 1987).

Развитие фундаментальной иммунологии, раскрытие механизмов её про цессов на всех структурно-функциональных уровнях и разработка способов генетической и лекарственной регуляции специфических и неспецифиче ских защитных реакций организма позволят решить её перспективные за дачи, связанные как с клинической медициной, так и ветеринарией:

– создание систем управления иммунным процессом, обеспечивающих резистентность организма к биологическим, экологическим, медицинским и другим негативным воздействиям. Разработка программ и моделей форми рования резистентности организма к неблагоприятным условиям с учетом возраста, профессии и других факторов;

– решение задачи тотальной эффективной иммунопрофилактики всех социально значимых инфекций, в том числе ВИЧ-инфекции, вирусных гепа титов и других социально значимых инфекционных болезней;

– разработка иммунологических и иммуногенетических способов про филактики и лечения злокачественных новообразований;

– расшифровка антигенов комплекса гистосовместимости, а также спо собов индукции толерантности, что создаст возможность для более широко го внедрения трансплантации органов и тканей;

– профилактика и лечение иммунологических конфликтов между мате рью и плодом на всех стадиях репродукции;

– разработка эффективных способов генотерапии врожденных иммуно дефицитов и профилактики вторичных иммунодефицитов различной этио логии (А.А. Воробьев, 1999).

Современная иммунология как прикладная наука тесно связана с бакте риологией, генетикой, цитологией, физиологией, молекулярной биологией, фармакологией, биохимией.

Соответственно в иммунологических исследованиях можно выделить ряд самостоятельных направлений: общую иммунологию, иммунотолерант ность, иммунохимию, иммуногенетику, иммуноморфологию, иммунологию опухолей, трансплантационную иммунологию, иммунологию эмбриогенеза и аутоиммунных процессов, радиационную иммунологию, иммунологию ал лергии, иммунобиологию.

1.1.2. Принципы организации и функционирования иммунной системы В иммунной системе позвоночных выделяют два уровня функционирова ния: неспецифический иммунитет (палеоиммунитет) и специфический им Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

мунитет (неоиммунитет). Палеоиммунитет представлен неспецифическими клеточными (моноциты, гранулоциты, тканевые макрофаги) и гуморальными (белки системы комплемента, интерфероны, белки острой фазы воспаления) факторами. Достоинством неспецифического звена иммунитета является быстрота реакции, недостатком – ограниченный круг опознаваемых объек тов (плохо фагоцитируются вирусы), не избирательность действия, ограни ченность резервов для долгосрочной борьбы с инфекцией.

Неоиммунитет определяется активностью специфических лимфоцитов и продуктами их деятельности. Единичный лимфоцит экспрессирует рецепто ры одной специфичности. Все разнообразие антигенраспознающих рецепто ров лимфоцитов формируется в процессе их дифференцировки. При встрече с антигеном предетерминированные к нему лимфоциты пролиферируют с образованием эффекторных клеток (плазматических или цитотоксических) и долгоживущих клеток памяти. Клетки памяти, возникшие после первич ного контакта с антигеном, в дальнейшем обусловливают иммунитет к нему.

Иммунитет, опосредованный лимфоцитами, по сути, является адаптивным, так как он формируется в онтогенезе в ответ на взаимодействие с антиге ном. Контакт аутореактивных лимфоцитов с собственными антигенами ор ганизма в эмбриональном периоде вызывает их анергию (ареактивность) или апоптоз, и является основой для формирования естественной толерантности (ареактивности на собственные антигены).

Специфические иммунные реакции базируются на механизмах двух ти пов – клеточных и гуморальных. Участниками клеточных реакций являются цитотоксические лимфоциты, эффекторы гиперчувствительности замедлен ного типа, активируемые Т-хелперами 1. Клеточные реакции обеспечивают защиту организма от внутриклеточных и грибковых инфекций, опухолевых клеток. Гуморальные реакции связаны с В-лимфоцитами и плазматическими клетками, продуцирующими антитела. Антитела активируют систему ком племента, усиливают фагоцитоз, участвуют в антителозависимой клеточной цитотоксичности.

Все звенья иммунной системы тесно связаны на всех этапах иммунного ответа – от активации неспецифических факторов резистентности до вклю чения специфических иммунных механизмов с участием лимфоцитов (слайд 4). Принципы функционирования иммунной системы:

– реакция на антиген инициируется с локального неспецифического очага воспаления;

– каскад неспецифических механизмов запускает и организует специфи ческие реакции с участием лимфоцитов;

– один лимфоцит несет антигенраспознающие рецепторы одной специ фичности;

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ – первичный контакт антигена со специфическим к нему рецептором на поверхности лимфоцита приводит к образованию клона эффекторных кле ток и клеток памяти;

– саморегуляция в иммунной системе основана на взаимосвязи механиз мов активации и супрессии клеток;

– иммунная система взаимодействует с нервной и эндокринной систе мами;

– толерантность иммунной системы к собственным антигенам форми руется в период эмбрионального развития по механизму клональной анергии или делеции лимфоцитов, несущих рецепторы к собственным антигенам;

– компоненты и механизмы иммунной системы избыточны, компенси руют и взаимодополняют друг друга.

Иммунитет не контролирует собственно генетический гомеостаз организ ма, основным объектом его распознавания являются поверхностные моле кулы клеток и межклеточного матрикса. Иммунитет реализуется только от носительно внутренних свойств организма и свойств антигена, на которые реагирует иммунная система. Распознавание антигена лимфоцитом пред ставляет сложный процесс, который инициируется реакциями доиммунного воспаления. Если антиген проникает в организм через покровные ткани, то, в первую очередь, это активирует сосудистые реакции, направленные на расса сывание очага воспаления. Доиммунное воспаление организует эпителиаль ные и соединительнотканные клетки, кератиноциты, фагоциты (нейтрофилы, макрофаги), тучные клетки, активированные белками системы комплемента.

Иммунное воспаление активирует лимфоциты, распознавшие свой антиген.

На деструкцию лимфоциты нанимают лейкоциты (слайд № 5).

Контрольные упражнения, вопросы по содержанию 1. Что изучает наука иммунология?

2. Перечислите основные достижения иммунологии.

3. Какие существуют направления иммунологических исследований в настоящее время?

4. Вклад И.И. Мечникова в развитие иммунологии.

5. Какому ученому принадлежит открытие изоантигенов эритроцитов человека и создание учения о группах крови?

6. Задачи и перспективы развития клинической иммунологии.

7. Какие существуют методы иммунологических исследований?

Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

РАЗДЕЛ 2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ИММУНОЛОГИЯ.

2.1. Строение молекул антител и антигенов.

2.1.1. Структура молекул антител, их биохимические свойства. Изотипы, аллотипы и идиотипы антител.

2.1.2. Гены иммуноглобулинов.

2.1.3. Антигены, их структура и свойства.

2.1.4. Реакции связывания антиген-антитело.

2.1.1. Структура молекул антител, их биохимические свойства. Изотипы, аллотипы и идиотипы антител.

Антитела – это растворимые белки (иммуноглобулины), присутствующие в сыворотке крови и других биологических жидкостях, обладающие широ ким спектром специфичности к различным антигенам. Антитела способны специфически связываться с антигеном, активировать комплемент, усили вать фагоцитарную активность макрофагов и нейтрализовать бактериальные токсины.

По подвижности в электрическом поле белки сыворотки крови подраз деляются на альбумины и три глобулиновые фракции (, и ). -глобулины представляют собой фракцию антител. Биологическая функция антител обу словлена их высокой специфичностью, которая проявляется в способности реагировать более активно с гомологичными антигенами, чем с теми, кото рые сходны в химическом плане. В состав -глобулинов входят 18 амино кислот, из которых в наибольшем количестве содержится глутаминовая и аспаргиновая кислоты, теронин, серин и валин. -глобулины, растворимые при низкой силе раствора называются псевдоглобулинами, а нерастворимые при этих условиях (выпадающие в осадок при диализе против дистиллиро ванной воды) – эуглобулинами (А.Е. Вершигора, 1980).

Молекулярная масса антител находится в пределах 150000-900000. Моле кулы антител имеют форму эллиптических цилиндров или цилиндрических палочек длинной до 24-25 нм и поперечным размером 4-5 нм. Антитела не разрушаются при кратковременном воздействии на них слабых кислот и ще лочей, выдерживают нагревание до 600С, не инактивируются трипсином в течение 7 дней при 370С.

Для изучения молекулярной структуры антител используют метод расще пления молекул иммуноглобулинов на отдельные фрагменты. Согласно но менклатуре, предложенной Всемирной организации здоровья, иммуноглобу лины по их антигенности, биологическим свойствам и структурным особен ностям делятся на 5 классов: IgM, IgG, IgA, IgD, IgE. Иммуноглобулины клас ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ сов G и A подразделяются на подклассы: IgG (G1, G2, G3, G4), IgA (A1, A2).

Классы и подклассы называют изотипами иммуноглобулинов. Пять классов иммуноглобулинов имеются только у млекопитающих. На основании данных изучения фрагментов антител, образующихся под влиянием протеаз в 1962 г Porter разработал принципиальную схему строения молекул -глобулина. Он подверг иммуноглобулин G кролика протеолизу под действием фермента па паина и в результате получил разделенные ионнообменной хроматографией три фрагмента. Два из них были одинаковыми и сохраняли способность свя зываться с антигенами, их обозначили Fab (fragment antigen binding). Третий фрагмент легко кристаллизовался и был обозначен как Fc (fragment crystal lizable). Впоследствии стало известно, что Fc фрагменты иммунглобулинов в пределах одного изотипа у данного организма строго идентичны независимо от специфичности антитела по антигену. За эту инвариантность их стали на зывать константными (В.Г. Галактионов, 2000).

Исследования Edelman, с использованием меркаптоэтанола и ряда соеди нений расщепляющих дисульфидные связи показали наличие в молекулах иммуноглобулинов всех классов двух идентичных тяжелых Н- (Heavy) и двух легких L- (Light) цепей. Антигенсвязывающие домены (участки) (Fab) общих цепей имеют сильно варьирующий аминокислотный состав (поэтому и способны связывать разные антигены), эти участки молекулы как Н-, так и L-цепи назвали вариабельными «V»(variable region). Внутри вариабель ных участков выделяют гипервариабельные. V-область занимает один домен в H-цепи и один домен в L-цепи. Все, что «ниже» вариабельных участков, имеет строго инвариантный для каждого типа иммуноглобулинов аминокис лотный состав и называется С-областью (constant region). В Н-цепи 3 или домена их обозначают СН1, СН2, СН3, СН4. В легкой цепи один С-домен, обо значаемый СL.

Легкие цепи для всех классов общие и бывают двух типов: (каппа) и (лямбда). У одной молекулы антител обе легкие цепи могут только однознач ными или каппа, или лямбда. Соотношение : видоспецифичный и строго стабильный генетический признак: у человека оно равно 2:1, у мыши – 20:1, у кошки – 1:20. Отклонение этого соотношения у отдельных особей имеет диагностическое значение, т.к. является признаком опухолевого процесса В-лейкоза.

Соответственно каждому классу иммуноглобулинов различают пять ти пов тяжелых цепей: (Ig M), (Ig G), (IgA), (IgD), (IgE), имеющих молекулярную массу 50000-70000. В зависимости от класса антител тяжелые цепи содержат в своем составе 420-700 аминокислотных остатков. Тяжелые -цепи соединяются преимущественно с -цепями. Антитела разной специ фичности могут соединяться с любым из классов иммуноглобулинов. Синтез Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

иммуноглобулинов того или иного класса зависит от антигена и интенсив ности антигенного стимула.

При электронном микроскопировании молекула иммуноглобулина класса G имеет вид компактного эллипсоидного цилиндра, состоит из 3-х отдель ных фрагментов, соединенных между собой шарнирной областью. Свобод ная молекула имеет Т-образную форму. Боковые фрагменты иммуноглобули на могут отклоняться при образовании комплексов с гаптенами, при этом его молекула приобретает У-образную форму, открывая рецепторы для компле мента. Антитела, соединяясь с антигенами, могут образовывать треугольни ки, четырехугольники и пятиугольники, построенные из различного коли чества молекул антител. Из углов этих фигур отходят небольшие отростки, являющиеся Fc-фрагментами (рис. 1).

Рис. 1. Схема строения молекулы иммуноглобулина (Р.М. Хаитов с соавт., 2000):

1 – антигенсвязывающие центры молекулы;

2 – легкие цепи (L);

3 – тяжелые цепи (Н);

4 – шарнирная область;

5 – Fab-фрагмент;

6 – (Fab)2-фрагмент;

7- Fc-фрагмент.

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ IgM и IgA формируют полимерные структуры. IgM находится в плазме крови в виде пентамера. IgA формирует димер, входящий в состав экзосе кретов слизистых оболочек. Молекулы этих антител включают в свой состав необходимую для полимеризации дополнительную полипептидную цепочку – J-цепь (Joint - связь), с молекулярной массой 15 000 (Р.М. Хаитов с соавт., 2000;

рис. 2).

Аминокислотный состав антител не обновляется при пребывании в кро вяном русле. Период полураспада антител у различных видов животных об ратно пропорционален массе тела животного и прямо пропорционален ско рости обменных процессов: у мышей – 2 дня, у кроликов – 4-6, у крупных млекопитающих – 10-30 дней. Молекулы иммуноглобулинов сами выступа ют в роли антигена при введении их особям другого вида.

Рис. 2. Схема строения иммуноглобулинов 5 классов (Р.М. Хаитов с соавт., 2000):

1 – углеводные компоненты молекул иммуноглобулинов, 2 – J-цепь – дополнительная полипептидная цепь, связывающая IgM в пентамер, IgAв димер.

В классической серологии для характеристики иммуноглобулинов приме няют понятия изотипы, аллотипы и идиотипы. В молекуле иммуноглобулина различают три типа антигенных детерминант: изотипические, аллотипиче ские и идиотипические. Изотипами иммуноглобулинов называют варианты классов и подклассов иммуноглобулинов по тяжелым цепям. Изотипические детерминанты идентичны у всех особей данного вида. У человека выделяют следующие изотипы: M, G1, G2, G3, G4, A1, A2, E, D.

Аллотипические детерминанты отражают внутривидовые антигенные различия и представляют собой генетические маркеры. Тяжелые цепи имму Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

ноглобулинов различаются по аллотипическим группам. Типичными алло типами являются Gm-специфичности (специфически распознающие участ ки) в молекулах IgG. Аллотипическое различие соответствует различиям по одному или двум аминокислотным остаткам в пептидной цепи. Например, в молекуле IgG локус G1m(a) включает последовательность аминокислот Asp Glu-Leu-Thr-Lys (А. Рабсон с соавт., 2006). Однако существуют внутривидо вые антигенные различия для цепей одного и того же класса или типа. Соот ветственно выделяют аллотипы того или иного класса или типа цепей. Инди видуальные генетические варианты каждого класса антител, различающиеся между собой по антигенным свойствам, называются аллотипами. Аллотипы генетически детерминированы и наследуются как кодоминантные признаки (Р.В. Петров, 1987).

Идиотипические детерминанты отражают индивидуальные различия в строении активного центра и могут служить меткой V-области (А.Е. Вер шигора, 1980). Идиотипы – это специфичности, по которым различаются глобулины всех 5 классов данного вида от соответствующих глобулинов других видов. Фактически идиотипы – это такие антигенные детерминанты, которые отличают один V-домен от всех других V-доменов. Идиотипические детерминанты (антитела к ним) могут служить маркерами рецепторной зоны антител.

Сродство между антигенами и антителами количество и качественно характеризуют аффинностью и авидностью. Каждое антитело строго спец ифично против своего антигена, различается по сродству к определенной антигенной детерминанте. Авидность антител – это сила связи цельной мо лекулы антитела со всеми, которые ей удалось связать антигенными эпитопа ми. Прочность этой связи определяется пространственной точностью (спец ифичностью) взаимодействующих участков двух молекул – активного цен тра иммуноглобулина и антигенной детерминанты, и может быть измерена с помощью определения константы диссоциации комплекса антиген-антитело:

чем она выше, тем выше авидность антител. Соединение это обратимо, его прочность называется аффинитетом Соответственно силу химической свя зи одного антитела (антигенного эпитопа) с антигеном (одним из активных центров молекулы иммуноглобулина) называют аффинностью. Она количе ственно оценивают по константе диссоциации одного антигенного эпитопа с одним активным центром в моль-1.

Антисыворотки против уникальных вариабельных участков молекул им муноглобулинов называют антиидиотипическими, а соответствующие эпи топы в молекулах антитела – идиотипом антитела.

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ 2.1.2. Гены иммуноглобулинов Генетический материал, предназначенный для программирования синте за антител, представлен в геноме человека 120 структурными генами. Эти гены структурированы на сегменты, расположенные друг от друга на опре деленном расстоянии. Такое «разорванное» расположение генов иммуногло булинов называют зародышевой конфигурацией. Только в В-лимфоцитах на самых ранних этапах их дифференцировки начинается процесс объединения сегментов ДНК, названных феноменов рекомбинации ДНК в соматической клетке (Р.М. Хаитов с соавт., 2000).

Для млекопитающих установлены три группы сцепления иммуноглобу линовых генов, расположенных на разных хромосомах: группы для - и -типов легких цепей и группа сцепления для тяжелых цепей. Участок ДНК, ответственный за синтез легкой -цепи включает три группы генов (В.Г. Га лактионов, 2000):

• 250 V -генов, каждый из которых кодирует 94-95 аминокислотных остатков V -домена;

• 5 J-мини-генов, один из которых, функционально неактивен (псевдо ген). Остальные кодируют последовательность из 12-14 аминокислотных остатков;

• С -ген, кодирующий константную область легкой -цепи.

Процесс рекомбинации начинается за счет объединения одного из V -генов с одним из J-мини-генов по механизму делеции пар нуклеотидов, со ставляющих некодирующую область между V и J. В результате первичной рекомбинации образуется пре-мРНК, которая подвергается процессингу и сплайсингу. В результате посттранскрипционных модификаций вырезают ся её неактивные интронные участки, а экзонные участки сшиваются. В ре зультате зрелая мРНК транслирует полипептид с заданной аминокислотной последовательностью. Гены, кодирующие легкие -цепи имеют два локуса, каждый из которых содержит один V-ген и по два J-и С-гена. Процесс реор ганизации в них происходит также как и для -цепей.

Тяжелые цепи иммуноглобулинов кодируются тремя генными сегмента ми V (вариабельный участок кодирует 95-101 аминокислоту), D (участок, обеспечивающий разнообразие) и J (связующий участок, кодирует до аминокислот). У человека гены для -цепи локализованы в хромосоме 2, для -цепи - в хромосоме 22, гены тяжелых цепей всех изотипов иммуноглобу линов – в хромосоме 14.

Рекомбинацию ДНК иммуноглобулинов катализируют рекомбиназы – уникальные генрегуляторные ферменты лимфоцитов. Субстратом для них являются фланкирующие (краевые) последовательности нуклеотидов ДНК генов-мишеней. Расщепление цепи ДНК осуществляют эндонуклеазы.

Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

Итогом рекомбинации является соединение в непрерывную последователь ность сегментов VDJ. Вся остальная ДНК вырезается и выбрасывается из генома в виде кольцевых молекул ДНК (А.Я. Кульберг, 1985). В каждом В-лимфоците происходит уникальная комбинация VDJ для Н-цепи и VJ для L-цепи.

2.1.3. Антигены, их структура и свойства Антигены – это вещества, которые несут признаки генетической чужерод ности и при введении в организм способны вызывать специфические им мунологические реакции: синтез антител, процессы клеточного иммунитета, иммунологическую толерантность, а так же иммунологическую память.

Вещества, индуцирующие выработку специфических антител и способ ные взаимодействовать с ними in vivo и in vitro, называют полными антиге нами. Вещества не способные самостоятельно вызывать синтез антител, но специфически с ними реагирующие, называют неполными антигенами, или гаптенами (от греч. haptein – прикреплять).

Гаптены стимулируют выработку антител, только будучи конъюгирован ными с высокомолекулярными белковыми веществами или в смеси с ними.

Гаптенами являются простые химические вещества – антипирин, динитрофе нол, липиды (кардиолипин), пептиды, концевые моно- и дисахариды, ДНК, РНК. Антитела, образующиеся к конъюгату белка с гаптеном, могут также реагировать и с гаптеном, очищенным от белка.

Некоторые гаптены легко соединяются с белками in vivo (хлорид или сульфат 2,4-динитрофенол), приобретают при этом антигенные свойства и способны вызвать повышенную чувствительность кожи. Эти вещества по лучили название проантигенов. Их разделяю на 4 группы: 1) тяжелые ме таллы – Ni, Cr, Pt;

2) органические натуральные и синтетические вещества – антипирин, пенициллин, стрептомицин;

3) ароматические амины – анилин, нитрофенолы;

4) эфирные масла растительного происхождения – примулин, антиген, содержащийся в растении Rhustoxi codendron (Р.В. Петров, 1987).

Антигенами могут быть возбудители различных заболеваний (вирусы, бактерии, грибы, простейшие, микоплазмы, риккетсии) и их токсины;

бел ковые вещества животного и растительного происхождения – яды растений, змей и насекомых (пчел, шмелей);

попавшие в организм в результате инъек ции или трансплантации компоненты клеток (клеточные стенки, цитоплаз матические мембраны, рибосомы, митохондрии) или тканей других видов живых существ (рис. 3).

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ Рис. 3. Классификация антигенов (А.Е. Вершигора, 1980).

Идентичные по физико-химическим свойствам белки могут различать ся по иммуногенности. Одна молекула химически чистого вещества может обладать несколькими антигенными детерминантами различной специфич ности. Мультидетерминантность зависит от присутствия на поверхности молекул специфических групп атомов. Различают тимусзависимые анти гены, на которые отвечают В-клетки с участием лимфоцитов тимусного происхождения, и тимуснезависимые антигены, стимулирующие В-клетки, и ответ на которые можно получить у бестимусных животных. Тимусзави симыми антигенами являются неполимеризованные сывороточные белки, их комплексы с гаптенами, бараньи эритроциты, бактериофаг Т-2, непо лимеризованный гемоцианин. Тимуснезависиыми антигенами являются высокополимеризованные белки и высокополимерные полисахариды: по лимерный флагелин, ферритин, пневмакоковый полисахарид, декстран, синтетический полимер поливинилпирролидон. Основная особенность ти муснезависимых антигенов – большое количество однозначных детерми нант (эпитопов). Это вещества, медленно метаболизируемые и длительно циркулирующие в тканях. Выделяют четыре основных понятия, характери зующих вещество как антиген: чужеродность, антигенность, иммуноген ность, специфичность.

Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

Чужеродность – это генетическое различие между веществами. Напри мер, альбумин кролика будет являться антигеном для морской свинки, т.к. он несет на себе отпечаток генетической чужеродности.

Антигенность – мера антигенного качества, например, большая или мень шая способность вызывать образование антител.

Иммуногенность – способность создавать иммунитет. Это понятие в боль шей степени относится к микробным антигенам, обеспечивающим создание иммунитета (невосприимчивости) к инфекциям. Например, возбудитель дизентерии обладает высокой антигенностью, но выраженного иммунитета против дизентерии получить не удается. Брюшнотифозная вакцина является высокоиммуногенным и высокоантигенным препаратом.

Специфичность – обусловлена химическим составом и структурными особенностями молекул антигенов. Химическая группа антигена, опреде ляющая его специфичность, называется детерминантой специфичности.

Иммунологическая специфичность белковых антигенов определяется: а) аминокислотным составом, последовательностью аминокислот в первичной полипептидной цепи;

б) комбинациями в цепи остатков концевых амино кислот, создающих определенную трехмерную конфигурацию;

в) вторично, и возможно, третичной структурой белковой молекулы;

г) поверхностно расположенными химическими группами – антигенными детерминантами, им принадлежит ведущая роль в определении иммунологической специфич ности антигенов. Антигенные детерминанты белков являются конформаци онными. В молекулах полисахаридных антигенов детерминантами являются концевые группы моносахаридов.

В 1925 г. Ramon установил, что некоторые вещества способны усиливать процессы иммуногенеза. Эти вещества были названы адъювантами (adjuvant – полезный, помогающий). Под «адъювантами» понимают антигенные и не антигенные субстанции, оказывающие неспецифическое стимулирующее влияние на иммунные реакции. Адъювантным действием обладают химиче ские вещества неорганической и органической природы.

Неорганические адъюванты: а) минеральные коллоиды – гидроксид алю миния, фосфат кальция;

б) растворимые неорганические соединения – хло рид кальция, алюмокалиевые квасцы;

в) кристаллоиды – кварцевый поро шок, активированный уголь.

Органически адъюванты: а) липиды – животные жиры (холестерин, свиное и баранье сало) и растительные масла (оливковое, персиковое, под солнечное);

б) углеводы – крахмал, агар-агар, сапонин, танин, глицерин;

в) сложные вещества – липополисахаридные комплексы, микробные клетки кислотоупорных бактерий, микробные эндотоксины, нуклеиновые кислоты, молоко, мозг морской свинки (А.Е. Вершигора, 1980).

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ Из веществ органического происхождения более выраженным адъювант ным действием обладают те, которые слабо расщепляются ферментными си стемами организма, например, полисахариды и их соединения с липидами и белками. Адъюванты влияют на макроорганизм и антиген. В первом случае они усиливают воспалительную реакцию, депонирование антигена, синтез нуклеиновых кислот, а во втором – вызывают опсонизацию антигена, замед ление его гидролиза. Причем большие дозы адъюванта подавляют иммунные реакции. При парентеральном введении адъювантов возникает асептическое воспаление. При совместном введении адъюванта с антигеном оно более вы ражено и сопровождается развитием общей реакции, которой соответствует повышение температуры, лейкоцитоз, увеличение СОЭ, стимуляция синтеза белка, напряжение сердечно-сосудистой деятельности. Местная воспали тельная реакция замедляет резорбцию антигена и усиливает поглощение его фагоцитами в области воспаления, что может способствовать более высокой антигенной стимуляции. Однако, следует учитывать, что проявление очень сильно выраженной воспалительной реакции ослабляет иммуногенез.

Адъювант усиливает миграцию в регионарный лимфатический узел цир кулирующих лимфоцитов, способствуя тем самым повышению иммунного ответа. Полагают, что механизм действия адъюванта обусловлен замедлени ем гидролиза антигена тканевыми ферментами. Возможно, что адъювантное действие некоторых веществ определяет их способность влиять на процессы метаболизма и, в частности, стимулировать синтез протеинов. Высказыва ется предположение, что адъювантный эффект может быть обусловлен дей ствием веществ, выделяемых тимусзависимыми лимфоцитами. Возможно, что адъювант изменяет иммуногенность антигена, вызывая конформацион ные изменения в антигенной детерминанте, или повышает фагоцитоз корпу скулированных им растворимых белковых антигенов.

В экспериментальных исследованиях адъюванты применяют для получе ния высоких титров антител и гиперчувствительности замедленного типа.

Адъюванты широко применяют в медицинской и ветеринарной практике для стимуляции иммуногенеза при проведении профилактических прививок.

Наиболее часто применяют сорбированные и эмульгированные иммунопре параты. Добавление адъювантов в вакцинные препараты позволяет снизить в десятки и сотни раз количество вводимого антигена, этим создается более напряженный иммунитет и, кроме того, уменьшаются материальные расходы на изготовление вакцины.

Стимулирующее влияние адъюванта на иммунный ответ организма осу ществляется: через: активацию макрофагов, направленную на переработку и удаление избытка антигена, оказывающего толерантное действие;

увеличе ние времени передачи макрофагами антигена лимфоцитам;

созданием депо, Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

из которых в течение длительного времени антиген поступает в лимфоидные органы;

выделением макрофагами факторов, влияющих на лимфоциты;

во влечением лимфоцитов в иммунный ответ и усилением их пролиферации.

2.1.4. Реакции связывания антиген-антитело Реакции антиген-антитело проявляются в виде основных феноменов аг глютинации, преципитации, лизиса, опсонизации, цитотоксичности, спец ифической задержки, реакции нейтрализации токсинов (А.Е. Вершигора, 1980, Р.В. Петров, 1987;

слайд 6).

Феномен агглютинации – это слипание под влиянием антител антигенных частиц. Например, при использовании эритроцитов барана и сыворотки жи вотных, которым вводили эти эритроциты, наблюдается склеивание частиц и оседание их на дно пробирки в виде крупных зерен и хлопьев. В реакциях агглютинации количество антител в иммунной сыворотке оценивается их ти тром. Под титром антител понимают наибольшее разведение сыворотки или иной жидкости, при котором реакция антиген-антитело все еще учитывается.

Феномен преципитации – это эффект укрупнения растворимых антиген ных субстанций под влиянием антител с возникновением помутнения про зрачных растворов (агрегация растворенных частиц). Одним из вариантов реакции является реакция кольцепреципитации, сущность которой состоит в наслаивании на столбик иммунной сыворотки, содержащей антитела, раз личных разведений прозрачного антигена. На границе соприкосновения двух взаимодействующих растворов антигена и антител через некоторое время возникает опалесцирующее кольцо преципитации.

Феномен лизиса – способность некоторых антител растворять клетки, против которых они возникли. Эти антитела применительно к бактериям называют бактериолизинами, к эритроцитам – эритролизинами или гемо лизинами. Реакции иммунного лизиса происходят только при наличии ком племента. Вначале реакция идет по типу агглютинации, затем к комплексу антиген-антитело присоединяется комплемент и происходит локальное рас творение оболочки бактерий, эритроцитов или других клеток.

Феномен цитотоксичности – определяется антигенами называемыми ци тотоксинами. Реакцию по выявлению цитотоксинов проводят в изотониче ском буфере хлорида натрия со взвесью клеток. К ним добавляют краситель эозин или трипановый синий. Живые клетки не красятся, погибшие быстро воспринимают краску (в течение 30 сек). Добавление иммунной сыворотки, содержащей цитотоксины и комплемент, к взвеси клеток ведет к их гибели и окрашиванию при пробе с красителем. Процент погибших клеток свиде тельствует о количестве цитотоксинов в сыворотке крови. Реакция требует обязательного присутствия комплемента.

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ Феномен специфической задержки – используют для сравнения двух изу чаемых антигенов. Например, готовят сыворотку против эритроцитов мыши, чтобы определить, содержаться ли в ней антитела против эритроцитов род ственного вида животных (крысы), сыворотку обрабатывают эритроцитами крысы. Если уровень антител в сыворотке снижается, то имеются родствен ные антигены, если совсем падает, то антигены идентичны.

Реакция нейтрализации токсинов – антитоксинами называют антитела против бактериальных и некоторых других токсинов (например, змеиный яд) антигенной природы. Антитоксины, соединяясь с соответствующими токси ческими веществами, нейтрализуют их. Степень нейтрализации может быть учтена посредством введения восприимчивому животному смеси токсин антитоксин. Количество антитоксина в иммунной сыворотке характеризуют количеством минимальных смертельных доз токсина, которые могут быть нейтрализованы определенным количеством сыворотки.

Феномен опсонизации – заключается в усилении антителами фагоцитар ной активность нейтрофилов и макрофагов в отношении тех антигенных субстанций против которых они были получены. Например, активность фа гоцитов в отношении стафилококков значительно усиливается, если обрабо тать лейкоциты или их донора антистафилококковой сывороткой.

Контрольные упражнения, вопросы по содержанию 1. Онтогенез Т-лимфоцитов.

2. Онтогенез В-лимфоцитов.

3. Дайте определение антигенам.

4. Классификация антигенов.

5. Каковы основные характеристики антигенов?

6. Чем определяется специфичность антигенов?

7. Сколько в среднем детерминантных групп имеет молекула антигена?

8. Перечислите виды антигенной специфичности.

9. Какие вы знаете изоантигены человека?

10. Лейкоцитарные антигены человека.

11. Какие вещества называются адъюванты? Приведите их классификацию.

12. Каков механизм действия адъювантов?

13. Дайте определение антитела.

14. Какими биологическими и физико-химическими свойствами облада ют антитела?

15. Функции антител.

16. Молекулярная структура антител.

17. Какие детерминанты существуют в молекулах иммуноглобулинов?

18. Дайте определение понятиям авидность и аффинность антител.

Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

19. Чем обусловлена специфичность антител?

20. Понятие изотип, аллотип, идиотип иммуноглобулинов.

21. Охарактеризуйте основные и подклассы иммуноглобулинов.

22. Этапы образования антител.

23. В чем сущность метода получения клеточных гибридов in vitro.

24. Вклад метода моноклональных антител в современную науку.

25. Феномен агглютинации.

26. Феномен преципитации.

27. Феномен лизиса.

28. Феномен цитотоксичности.

29. Феномен специфической задержки.

30. Феномен нейтрализации токсинов.

31. Феномен опсонизации.

32. Охарактеризуйте фазы связывания антигена с антителом.

33. Какие комплексы образуют полные и неполные антигены?

34. В чем биологический смысл полифункциональной специфичности антител?

35. При каких количественных соотношениях антигена и антитела реак ция наиболее выражена?

36. В каких структурах клетки разрушается комплекс антиген-антитело?

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ РАЗДЕЛ 3. КЛЕТОЧНАЯ ИММУНОЛОГИЯ 3.1. Врожденный иммунитет 3.1.1. Фагоцитоз – клеточный механизм неспецифической защиты 3.1.2. Гуморальные механизмы неспецифической защиты:

а) система комплемента б) белки острой фазы воспаления 3.1.3. Система естественной резистентности организма. Натуральные киллеры.

3.1.1. Фагоцитоз – клеточный механизм неспецифической защиты К профессиональным фагоцитам относят мононуклеарные фагоциты (мо ноциты и макрофаги) и полиморфноядерные лейкоциты. Тканевые макро фаги, моноциты и их предшественники на основе единства происхождения, морфологии и функции объединяют в систему мононуклеарных фагоцитов. К тканевым фагоцитам относят макрофаги печени (клетки Купфера), остеокла сты костной ткани, альвеолярные макрофаги, микроглиальные клетки мозга, мезангиальные клетки почечных клубочков. Моноциты, первоначально рас селившись по тканям, превращаются в «резидентные» тканевые макрофа ги, функционально неактивные. Неспецифические раздражители, локальная активация системы комплемента активируют макрофаги. В результате об разуются так называемые воспалительные макрофаги. Они под действием -интерферона, который выделяется активированными Т-лимфоцитами, при обретают способность уничтожать внутриклеточных паразитов (слайд 7).

Полиморфноядерные нейтрофилы (ПМЯН) – циркулируют главным об разом в крови и под действием хемотоксических факторов локализуются в очагах воспаления. ПМЯН обеспечиваю защиту от пиогенных (гноеродных) бактерий, а макрофаги в основном ведут борьбу с теми бактериями, вируса ми и простейшими, которые способны существовать внутри клеток хозяина.

Особенностью фагоцитарной кинетики ПМЯН является их способность со вершать фагоцитоз только один раз с их последующей гибелью и полным разрушением антигена. В отличие от ПМЯН макрофаги фагоцитируют мно гократно, и разрушая антиген до иммуногенных фрагментов и способны пре зентировать его на мембране (слайд 8).

Фагоцитарные клетки обладают системой рецепторов, распознающей мо лекулярные паттерны, то есть молекулы полисахаридов и полинуклеотидов на поверхности микроорганизмов (англ. Pathogen-associated pattern, PAMP).

Начало развития реакций врожденного иммунитета связано с первичным распознаванием клетками миеломоноцитарного ряда сходных структурных Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

компонентов различных патогенов (РАМР). Примерами молекулярных пат тернов являются липополисахариды грамотрицательных бактерий, пептидо гликаны грамположительных микроорганизмов, флагеллин, вирусная дву спиральная РНК, ДНК бактерий.

Паттернраспознающие рецепторы подразделяют на клеточные мем бранные рецепторы – TLR1 – TLR11;

CD14;

CD11/CD18 (2-интегрины);

L-селектины;

рецептор, рапсознающий собственные поломанные структу ры клетки (scavenger receptor), маннозный рецептор;

цитоплазматические – NOD-белки;

растворимые – коллектины, С3b – компонент комплемента, белок, связывающий липополисахариды, С-реактивный белок, фибронектин, фибрин.

Клетки млекопитающих экспрессируют паттернраспознающие рецепто ры двух типов: рецепторы, обеспечивающие проведение внутриклеточного активационного сигнала (TLR) и мембранные рецепторы, только связываю щие РАМР, без проведения сигнала. Активация клеток после взаимодействия РАМР с TLR приводит к последовательным этапам развития воспалительной реакции. При этом происходит три важных события, связанных с активацией и дифференцировкой дендритных клеток, являющихся мостом к развитию приобретенного иммунитета:

1) фагоцитоз, процессинг и презентация антигенов;

2) индукция экспрессии костимуляторных молекул CD40, CD80, CD86;

3) секреция цитокинов, стимулирующих дифференцировку Тh, Tk и NK (А.С. Симбирцев, 2005).

На поверхности фагоцитов имеются различные рецепторы: для лимфо кинов, хемотоксических факторов, фибрина, гликопротеинов, углеводов, для Fc-фрагмента IgG, IG A, IgE, C3-, C5a компонентов комплемента. Рецепторы обеспечивают распознавание, прилипание, фагоцитоз и одновременно они выступают маркерами клеток.

Макрофаги и нейтрофилы, активированные микробными продуктами, начинают продуцировать цитокины и другие биологически активные ме диаторы. Макрофаги продуцируют IL-1, 6, 8, 12, TNF-, простагландины, лейкотриен, фактор, активирующий тромбоциты. Нейтрофилы продуцируют TNF-, IL-12, IL-8, лейкотриен, PAF.

Стадии фагоцитоза (слайд 9). Фагоцитоз – это процесс поглощения клеткой крупных макромолекулярных комплексов или корпускулярных структур. Его цель – полное биохимическое расщепление до мелких ме таболитов содержимого фагосом. Фагоцитарный процесс состоит из не сколько стадий: движение, адгезия, дегрануляция, образование актив ных форм кислорода и азота, киллинг и расщепление объекта фагоцитоза (И.В. Меньшиков, Л.В. Бедулева, 2001).

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ Стимулом для движения фагоцитов являются хемоаттрактанты (N-фор милпептиды бактериального происхождения, тромбоцитактивирующий фактор, С3а, С5а компоненты комплемента, IL-8). Все эти вещества нака пливаются в очаге воспаления и привлекают фагоциты. Хемоаттрактанты изменяют скорость движения в любом направлении – хемокинез, либо по на правлению градиента концентрации фактора – хемотаксис. Хемотаксис по зволяет клеткам аккумулироваться в зоне локализации патогенных агентов, злокачественных клеток, воспаления.

За адгезивные свойства фагоцитов отвечают поверхностные рецепторы – селектины (CD62L, CD62E) и интегрины, имеющие общую CD18 цепь и разные CD11a, CD11b, CD11c цепи. Взаимодействие между фагоцитом и объектом фагоцитоза имеет гидрофобный характер. Поэтому некоторые ви рулентные микроорганизмы в качестве механизма имеют полисахаридную капсулу, которая снижает гидрофобность и эффективность адгезии. Более интенсивно фагоциты поглощают частицы, обработанные сывороткой, со держащей опсины. Опсины – факторы, усиливающие поглощение. К ним от носят IgG, фибронектин.

Стадия дегрануляции заключается в слиянии фагосомы-вакуоли с ли зосомами с образованием фаголизосомы, в которой происходит киллинг и расщепление объекта фагоцитоза. Первоначально в фагосому вливают свое содержимое специфические гранулы, содержащие лизоцим, лактоферрин, белок, связывающий витамин В12. Затем азурофильные гранулы вливают в фагосому набор гидролаз, миелопероксидазу.

Киллинг поглощенных микроорганизмов осуществляется системами фер ментативной и неферментативной природы, активность которых может быть обусловлена зависимыми и независимыми от кислорода механизмами.


Завершенный фагоцитоз – процесс, сопровождающийся гибелью микро организма. При незавершенном процессе наблюдается хроническое воспале ние, как результат пониженной активности систем бактерицидности или вы сокой устойчивости микробов к их действию. При этом в месте высвобожде ния антигена происходит скопление макрофагов, выделяющих фиброгенные факторы и стимулирующих образование грануломы, что является попыткой организма организовать очаг воспаления.

3.1.2. Гуморальные механизмы неспецифической защиты Система комплемента. Система комплемента – это многокомпонентная система, активируемая ограниченным протеолизом и играющая важную роль в защитных реакциях, воспалении и повреждении тканей.

Выделяют два пути активации комплемента:

Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

1) классический, начинающийся с компонента (С1) и включающий ка скадно его активирующие субкомпоненты (C1q, C1r, C1s), C4, C2, C3;

2) альтернативный, с участием факторов D, B, C3, пропердина (табл. 1).

Оба пути активации стыкуются на уровне формирования C5-конвертазы и образуют мембранно-атакующий комплекс (МАК) (C5b – C8), реализую щий эффекторную функцию комплемента (А.Н. Ложкина с соавт., 1989).

Таблица Компоненты системы комплемента и их функции (Р.М. Хаитов с соавт., 2000) Функции Обозначение 1. Связывание с комплексом антиген – C1q антитело 2. Связывание с мембраной бактерий и C4b,C3b опсонизация к фагоциту 3. Протеазы, активирующие другие C1s, C1r, C2b, Bb, D компоненты системы путем расщепления 4. Медиаторы воспаления (дегрануляция C5a, C3a, C4a тучных клеток, сосудистые реакции) 5. Комплекс протеинов атаки на мембрану C5b, C6, C7, C8, C (перфорация мембраны клеток - мишеней) 6. Рецепторы для белков комплемента CR1, CR2, CR3, CR4, С1qR на клетках организмы 7. Комплемент регулирующие белки (инги- Clinh, DAF, C4bp, H, CR1, I, биторы активации, блокаторы активности) MCP, P, CD CR1 – complement receptor – рецепторы, связывающие определенные белки комплемента на мембране собственных клеток организма;

C1inh – C1-inhibitor – ингибитор компонента C1;

MCP мембранный белок, связывающий C3b, что делает C3b доступным для дегидратации протеазой;

DAF – decay accelerating factor – белок мембраны клеток млекопитающих, ускоряющий деградацию ком племента C2b;

H – сывороточная протеаза, деградирующая C3b;

I – протеаза, деградирующая C3b и C4b;

P – пропердин – стабилизатор комплекса C3b/ Bb;

CD59 – белок мембраны клеток млекопитающих, препятствующих вызванному комплементом лизису собственных клеток.

Инициаторами классического пути служат иммунные комплексы, в со став которых входят IgM, IgG1, IgG2, IgG3;

фрагмент фактора Хагемана, липид A из липополисахаридов, некоторые вирусы и пораженные вирусом клетки, полинуклеотиды и другие компоненты внутренней среды организ ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ ма. Альтернативный путь, работая на «холостом ходу», ускоряется в при сутствии многих чужеродных агентов – бактерий, вирусов, грибов и пара зитов, лимфобластов, агрегированных белков, хрящевого коллагена. Кроме этого, система комплемента включается в регуляторное звено поддержания гомеостаза. Продукты комплементарной активации инициируют выделе ние биогенных аминов и других вазоактивных соединений, участвуют в регуляции иммунитета, гемостаза и фибринолиза. Активацию комплемен тарного каскада сопровождают положительный лейкоцитарный хемотак сис, освобождение лизосомальных ферментов, продукция супероксидов и производных арахидоновой кислоты. Предполагается участие комплемен та в физиологическом процессе деструкции мембран клеток и их органелл (Л.Н. Ложкина с соавт., 1989).

Первым компонентом классического пути является С1, который построен из трех белков: С1q, Clr и Cls (слайд 10). Clq состоит из шести идентичных субъединиц, конформационно напоминающих булаву с коллагеноподобной рукоятью. Он находится в прямом контакте с двумя другими белками – Clr и Cls. Головная часть Clq образует связь с Fc-фрагментом IgM. Подобная связь возникает только на клеточной поверхности после того, как произошло взаи модействие IgM с эпитопом патогена или какого-либо иного корпускуляр ного антигена. В жидкой среде такого взаимодействия не происходит из-за отсутствия конформационных изменений, свойственных иммуноглобулину, адсорбированному на клетке.

При взаимодействии Clq с IgG должно соблюдаться условие плотной «по садки» иммуноглобулина на поверхности корпускулярного антигена, с тем, чтобы данный компонент комплемента мог провзаимодействовать с несколь кими соседними иммуноглобулиновыми молекулами, образуя таким спосо бом молекулярный агрегат. Контакт только с одной молекулой IgG не обе спечивает активации С1.

Взаимодействие иммуноглобулинов с С1q приводит к модификации Cls, придавая ему свойства сериновой протеазы, которая расщепляет сывороточ ный белок С4 на два фрагмента – больший C4b и меньший С4а. С4b кова лентно связывается с поверхностью патогена и затем взаимодействует с С2, делая его чувствительным к сериновой протеазе Cls. В результате С2 рас щепляется на С2b и С2а. С2b также обладает активностью сериновой про теазы. Комплекс С4b с активной сериновой протеазой С2b является фермен том СЗ/С5-конвертазой, прикрепленной к поверхности патогена. Наиболее важная функция СЗ/С5-конвертазы состоит в расщеплении большого числа С3-молекул на С3b, остающиеся прикрепленными к поверхности патогена, и свободные С3а, играющие значительную роль в инициации локальной вос палительной реакции Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

При альтернативном пути активации системы комплемента основ ные события аналогичны тем, которые известны для классического пути (слайд 10). Инициатором процесса является ковалентно связанный с по верхностью патогена С3b. С3b-компонент взаимодействует на поверхно сти с фактором В, который после фиксации на мембране подвергается рас щепляющему воздействию фактора D. В результате образуются крупный фрагмент Вb, связанный с С3b, и свободный мелкий фрагмент Ва. Фикси рованный на мембране патогена комплекс С3b/Вb выполняет функцию С3/ С5-конвертазы и, подобно комплексу C4b/С2b классического пути актива ции обеспечивает накопление на поверхности патогена большого количе ства молекул С3b.

Белки острой фазы воспаления – сывороточные белки, концентрация ко торых увеличивается в ответ на инфекцию или повреждение тканей. К ним относят C-реактивный протеин (CRP), маннансвязывающий лектин (MCL), сурфактантные протеины легких – SP-A, SP-D. Известно около 30 белков острой фазы воспаления.

Протеин CRP относят к семейству пентраксинов, состоящих из пяти оди наковых субъединиц. Он имеет химическое сродство к фосфорилхолину, который входит в состав клеточных стенок ряда бактерий и одноклеточных грибов, поэтому – способен связывать соответствующие микробные клет ки. Связываясь с бактерией CRP, опсонизирует бактерии для фагоцитоза, и активирует каскад комплемента, так как связывает компонент C1q за колла геновую часть молекулы и, таким образом, инициирует классический путь активации комплемента.

Лектиновый путь активации комплемента начинается со связывания MCL с углеводами поверхностных структур микробных клеток, а именно с остат ками маннозы, которые экспонированы на поверхности многих микробных клеток. MCL – кальций зависимый сахарсвязывающий протеин семейства коллектинов. Этот белок опсонизирует микробные клетки для фагоцитоза моноцитами, которые в отличие от зрелых макрофагов, не экспрессируют собственный рецептор для маннозы. Связав микробную клетку, MCL при обретает способность активировать протеазы, расщепляющие C4 и C2, что инициирует каскад комплемента. Эта совокупность реакций и составляет лектиновый путь активации системы комплемента. Кроме MCL к семейству коллектинов принадлежат сурфактантные протеины легких SP-A, SP-P.

В здоровом организме CRP и MCL мало. Определенное количество этих белков появляется в крови при тяжелых системных воспалительных процес сах, поэтому их называют белками острой фазы. Эти белки синтезируются в печени в аварийном режиме по сигналу, подаваемому цитокинами IL-1, IL-6.

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ 3.1.3. Система естественной резистентности организма. Натуральные киллеры.

В системе врожденного иммунитета функционируют натуральные кил леры (NK клетки). По морфологическим признакам натуральные киллеры представляют собой большие зернистые лейкоциты. Они обладают рецепто рами, которые распознают структуры гликопротеинов на поверхности кле ток, инфицированных вирусом или опухолевых. Активация NK-клеток при контакте с клеткой-мишенью вызывает перемещение гранул в цитоплазме NK-клетки к месту контакта в течение нескольких минут. Затем содержи мое гранул высвобождается, инициируя гибель клеток-мишеней. Основным компонентом гранул является белок перфорин (цитолизин), который в при сутствии ионов Ca2+ встраивается в мембрану клетки-мишени, формируя трансмембранный канал. Гранулы также содержат лимфотоксин и гранзи мы, которые действуют как цитотоксический фактор NK-клеток, индуцируя апоптоз (А. Рабсон с соавт., 2006).

После активации NK-клетки не только лизируют инфицированные клетки мишени, но и осуществляют секрецию разнообразных цитокинов: противо воспалительных ИЛ-1 и ФНО, факторов регуляции адаптивного иммунного ответа – гранулоцитарно-макрофагального колоние-стимулирующего факто ра, -интреферона и трансформирующего фактора роста. NK-клетки экс прессируют костимулирующие молекулы (CD40L) и регулируют в активном состоянии функцию В-клеток.

Контрольные упражнения, вопросы по содержанию 1. Что представляют собой макрофаги?

2. Понятие о ретикулоэндотелиальной системе как о системе фагоцитоза.

3. Стадии и механизмы фагоцитоза.

4. Профессиональные фагоциты, особенности их клеточной кинетики.

5. Структура системы комплемента и ее функции.

6. Альтернативный путь активации системы комплемента 7. Классический путь активации системы комплемента.

8. Сравните С-3 конвертазы классического и альтернативного путей акти вации системы комплемента по их функциональной роли.


9. Строение мембраноатакующего комплекса, вызывающего бактериоли зис. Опишите механизм его встраивания в стенку бактерий.

10. Белки острой фазы воспаления их функции.

11. Эндогенные пептиды-антибиотики их строение и происхождение.

12. Натуральные киллеры, их строение и функции.

Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

3.2. Анатомия иммунной системы 3.2.1. Общий план строения иммунной системы.

3.2.2. Центральные органы иммунной системы, их функциональная роль.

3.2.3. Периферические органы иммунной системы, их функциональная роль.

3.2.4. Клетки иммунной системы.

3.2.1. Общий план строения иммунной системы Иммунная система объединяет органы и ткани, в которых происходит об разование и взаимодействие центральных клеток иммунной системы – лим фоцитов, выполняющих функцию распознавания генетически чужеродных субстанций (антигенов) и осуществляющих специфическую реакцию. Орга ны иммунной системы подразделяют на два типа центральные (первичные) и периферические (вторичные). К центральным органам относят вилочковую железу (тимус) и сумку Фабрициуса (Bursa Fabricii), обнаруженную только у птиц. У млекопитающих подлинного эквивалента сумки Фабрициуса не най дено, ее функциональную роль выполняет костный мозг, который поставляет стволовые клетки-предшественники лимфоцитов.

К периферическим органам иммунной системы относят селезенку, лим фатические узлы, миндалины и лимфатическую ткань, ассоциированную с кишечником и бронхами. Если в центральных органах созревание лимфоци тов происходит без антигенного влияния, то в периферических оно зависит от антигенного стимула.

В современной иммунологии сформулированы общие морфофункцио нальные закономерности, характерные для органов иммунной системы (М.Р.

Сапин, 1987;

М.Р. Сапин, Д.Б. Никитюк, 2000):

1. Наличие лимфоидной ткани, выполняющей функцию рабочей парен химы;

2. Ранняя закладка в эмбриогенезе органов иммунной системы (табл. 2);

3. Морфологическая зрелость органов иммунной системы к моменту рож дения;

в этот период они в состоянии выполнять иммунную защиту организ ма от генетически чужеродных веществ;

4. Быстрое увеличение размеров органов иммунной системы в детском и подростковом возрасте, ускоренная дифференцировка лимфоидной ткани;

5. Относительно ранняя возрастная инволюция лимфоидной ткани, ее за мещение соединительной и жировой тканями.

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ Таблица Сроки формирования органов иммунной системы (А.Г. Бабаева, Е.А. Зотиков, 1987;

З.С. Хлыстова, 1987) Появление Появление Закладка лимфоидных центров размно Орган, структура органов, недели узлов, недели жения в лимфо эмбриогенеза эмбриогенеза идных узлах Костный мозг 4-5-я – – Тимус 4-5-я – – Небные миндалины 9-12-я 20-22-я после рождения Глоточная миндалина 12-14-я после рождения после рождения Трубные миндалины 28-32-я после рождения после рождения Лимфоидные бляшки 14-16-я 16-20-я перед рождением тонкой кишки Лимфоидные узелки в слизистой оболочке 16-18-я 20-22-я перед рождением внутренних полых органов Аппендикс 14-16-я 16-20-я перед рождением Лимфатические узлы 5-6-я 16-20-я перед рождением Особенностями центральных органов иммунной системы являются:

1. Их расположение в хорошо защищенных от внешних воздействий участках организма. Костный мозг находится в костномозговых полостях, тимус – в грудной полости позади широкой и прочной грудины;

2. Костный мозг и тимус являются местом дифференцировки лимфоци тов из стволовых клеток, в котором из плюрипотентных СКК путем сложной дифференцировки образуются В-лимфоциты, в тимусе из поступивших из костного мозга вместе с кровью СКК образуется Т-лимфоциты;

3. Лимфоидная ткань находится в своеобразной среде микроокружения, которая влияет на дифференцировку СКК в сторону В- и Т-лимфоцитов. В костном мозге такой средой является миелоидная ткань, в тимусе – эпители альная ткань.

В строении и развитии периферических органов иммунной системы вы делены две закономерности:

1. Располагаются на путях возможного внедрения в организм чужерод ных веществ или на путях следования их в организме. Например, миндали ны образуют лимфоидное кольцо Пирогова-Вальдейера у входа в пищевари тельную систему и дыхательные пути. Лимфоидные узелки и лимфоидные Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

бляшки, а также диффузная лимфоидная ткань в слизистой оболочке органов пищеварения, дыхания и мочевыводящих путей, находится под эпителиаль ным покровом этих органов на границе с внешней средой. Лимфатические узлы являются биологическими фильтрами, лежащими на путях тока лимфы от органов и тканей;

2. Лимфоидная ткань периферических иммунных органов может нахо диться на разных стадиях лимфогенеза. Различают четыре этапа дифферен цировки и функциональной зрелости лимфоидной ткани (М.Р. Сапин, 1987):

I этап – наличие в органах иммунной системы диффузно рассеянной («ас социированной») лимфоидной ткани (лимфоциты всегда залегают совмест но с плазматическими клетками, макрофагами);

II этап – формирование скоплений лимфоидного ряда (скопления лимфо идных узелков, предузелков, не имеющих четких контуров);

III этап – образование компактных (плотных) скоплений лимфоидных клеток – лимфоидных узелков;

IV этап – появление в лимфоидных узелках центров размножения под влиянием длительных и разнообразных антигенных стимулов. В них осу ществляется пролиферация клонов клеток, специфически реагирующих на антигены, в них образуются клетки-памяти и предшественники плазматиче ских клеток, которые вырабатывают иммуноглобулины.

3.2.2. Центральные органы иммунной системы, их функциональная роль Тимус – лимфоэпителиальный орган, который расположен в переднем верхнем средостении за грудиной, над сердцем. Состоит из двух больших до лей фрагментированных фиброзными перегородками на множество мелких долек, которые являются структурно-функциональными единицами тимуса.

В каждой дольке различают две гистологические зоны: по периферии – кор ковая, в центре – медуллярная (мозговая). Строма тимуса эпителиальная, но эпителий каждой его зоны образуется из различных эмбриональных листков.

Эпителий корковой зоны эктодермального происхождения, в эмбриогенезе закладывается из 3-го – 4-го бронхиальных выпячиваний эктодермы. Эпите лий мозговой зоны энтодермального происхождения, закладывается из 3-го – 4-го глоточных карманов энтодермы. Эпителилаьные клетки тимуса имеют особую морфологию. Своими отростками они обнимают Т-клетки, создавая «колыбели» – кальвеоли, поэтому называют клетками-няньками (nurse cells) (рис. 4).

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ Рис. 4. Схема строения дольки тимуса (Р.М. Хаитов с соавт., 2000).

1- корковая зона, 2- мозговое вещество, 3 – эпителиальные клетки (nurse cells), 4 – эпителиальные клетки мозгового вещества, 5 – дендритные клетки, 6 – макрофаги, 7 – тимоциты.

Эпителиальные клетки тимуса продуцируют цитокины: интерлей кин-1 (ИЛ-1), ИЛ-3, ИЛ-6, ИЛ-7, лейкоцит ингибирующий фактор (LIF), гранулоцитарно-моноцитарно колониестимулирующий фактор (GM-CSF), гормоны (тимулин, тимопоэтин, тимозин). В тимусе широко представлены клетки костномозгового происхождения – это Т-лимфоциты, дендритные клетки и макрофаги. Тимус принимает из костного мозга преТ-лимфоциты, они обладают инвазивностью, способны преодолевать гематотимиче ский барьер, благодаря наличию рецепторов хоминга. По мере созревания Т-лимфоциты продвигаются от субкапсульной зоны коры к мозговому слою, приобретают антигенраспознающие рецепторы, рецепторы распознающие антигены главного комплекса гистосовместимости. В медуллярной зоне ти муса происходит элиминация лимфоцитов, специфических к собственным антигенам – негативная селекция. Зрелые Т-клетки покидают тимус и засе ляют вторичные лимфоидные органы. В мозговом слое долек имеются плот ные образования из скрученных эпителиальных клеток – тельца Гассаля. По лагают, что это места скопления дегенерирующих клеток.

Для вилочковой железы характерно явление возрастной инволюции. У мышей она начинается в шестинедельном возрасте, у человека – в период полового созревания. Атрофия органа начинается с зарастания паренхимы жировой тканью, но активность клеток паренхимальных островков сохраня ется до глубокой старости.

Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

Таким образом, функциональная роль тимуса заключается в образовании Т-лимфоцитов, их селекции, регуляции пролиферации и дифференцировки в периферических лимфоидных органах благодаря гормону тимозину. Кроме того, тимус выделяет в кровь ряд биологически активных веществ – инсу линоподобный фактор, кальцийтонинподобный фактор, снижающий концен трацию кальция в крови и фактор роста.

Сумка Фабрициуса располагается на дорсальной стороне клоаки, обра зуется из эпителиального углубления, куда на 12-й день развития куриного эмбриона мигрируют лимфоидные стволовые клетки из желточного мешка.

В сумке Фабрициуса формируются В-лимфоциты. Просвет сумки выстлан цилиндрическим эпителием подобно эпителию толстого кишечника. Сумка Фабрициуса состоит из множества фолликулов, в которых различают корко вый и мозговой слои. В мозговом слое наряду с эпителиальными клетками находятся лимфоциты, плазматические клетки, макрофаги и гранулоциты.

Эпителиальный мозговой слой отделен от коры базальной мембранной. Кора состоит преимущественно из малых лимфоцитов и плазматических клеток.

В развитии сумки Фабрициуса, как и тимуса, наблюдается возрастная инво люция, то есть атрофия органа, которая у кур начинается на 4-м месяце, при этом её интенсивность зависит от уровней тестостерона и эстрогенов в их организме.

3.2.3. Периферические органы иммунной системы, их функциональная роль Костный мозг не является непосредственным лимфоидным органом, од нако его следует рассматривать как орган иммунной системы. В постэмбри ональной фазе он поставляет все клетки-предшественники для различных популяций лимфоцитов и макрофагов. В костном мозге протекают специ фические иммунные реакции, например, связанные с синтезом антител. На ранних стадиях развития костный мозг состоит из примитивных мезенхим ных клеток. У человека гемопоэз в костном мозге начинается на 10-й неделе внутриутробного развития (в ключице плода), через 4,5 месяца он достигает максимальной активности.

Во взрослом организме человека различают красный и желтый костный мозг. Красный костный мозг заполняет губчатое вещество плоских и труб чатых костей, имеет темно-красный цвет и полужидкую консистенцию. Он содержит гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) и диффероны гемопоэ тических клеток эритроцитарного, гранулоцитарного, мегакариоцитарного ростков и предшественники Т- и В-лимфоцитов. Стромой костного мозга ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ является ретикулярная ткань, формирующая вместе с остеогенными, жиро выми, адвентициальными, эндотелиальными и макрофагальными клетками кроветворное микроокружение. Гемопоэз в костном мозге охватывает все типы клеток, циркулирующих в крови, из них лимфоциты составляют при мерно 20% всех клеток костного мозга.

Желтый костный мозг заполняет диафизы трубчатых костей. В его состав входят многочисленные жировые клетки (адипоциты), имеющие желтый цвет из-за наличия в них липохромов. Их основная функция – накопление жиров.

Селезенка – лимфоэпителиальный и защитный орган, принимающий уча стие в процессе депонирования крови и организации защитных реакций ор ганизма от антигенов, элиминации отживших или поврежденных эритроци тов, тромбоцитов. В эмбриогенезе человека закладка селезенки происходит в возрасте 5 недель в виде мезенхимального уплотнения в области стенки же лудка. Это уплотнение представлено звездчатыми клетками, которые образу ют ретикулярную строму селезенки, заселяющуюся лимфоцитами в позднем эмбриогенезе и после рождения.

Селезенка покрыта соединительнотканной капсулой, внутрь от кото рой вглубь органа отходят анастомозирующие трабекулы. Трабекулы, как опорно-сократительный аппарат органа, состоят из эластических волокон и небольшого количества гладких мышечных элементов. В структуре селе зенки различают белую и красную пульпы, образованные из ретикулярной ткани. Ретикулярная ткань красной пульпы включает в себя клеточные эле менты (Р.М. Хаитов с соавт., 2000).

Гистологическое строение белой пульпы представлено лимфоидной тка нью, разбросанной в виде узелков или шаровых скоплений среди красной пульпы. В каждом лимфатическом узелке различают четыре зоны: периарте риальную, центр размножения, мантийную, краевую (маргинальную). В бе лой пульпы различают тимусзависимые (заселяются Т-лимфоцитами) и ти муснезависимые (заселяются В-лимфоцитами) области. Т-лимфоциты чаще всего встречаются в периартериальной области, а В-лимфоциты – в лимфо идных муфтах и фолликулах.

Иммунные реакции вызывают изменения в строении селезенки. Анти гены, фиксированные на дендритных антигенпрезентирующих клетках, на капливаются в маргинальной зоне, затем транспортируются в центры раз множения. В тимусзависимых зонах (периартериальная область) происходит образование лимфобластов, в тимуснезависимых – пролиферация и образо вание плазматических клеток, продуцирующих антитела (рис. 5).

Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

Рис. 5. Схема строения периартериальной лимфоидной муфты в селезенке (Р.М. Хаитов с соавт., 2000).

1 – маргинальная зона белой пульпы, 2 – В-клеточная «корона» в маргинальной зоне, 3 – фолликул, 4 – Т-клеточная «муфта», 5 – артериола, 6 – маргинальный синус.

Лимфатические узлы – шарообразные или почковидные узлы, распола гающиеся по ходу лимфатических сосудов. В функциональном плане они представляют собой органы лимфоцитопоэза, иммунной защиты и депони рования лимфы, протекающей через узел. Гистологическую основу лимфати ческого узла составляет ретикулярная паренхима, заключенная в капсулу. В лимфатическом узле различают корковый и мозговой слои. В корковом слое выделяют внешнюю (сукапсульную) и внутреннюю (паракортикальную) зоны. Сукапсульная зона организована в первичные и вторичные фоллику лы, в ней происходит концентрации В-лимфоцитов (тимуснезависимая зона;

рис. 6). Паракортикальная зона занимает область между сукапсульной зоной и мозговым веществом, расположенным в центре, это место концентрации Т-клеток (тимусзависимая зона). Т-лимфоциты этой зоны являются имму нологически зрелыми клетками, с выраженной цитотоксической функцией.

Мозговое вещество представлено слабо упакованными лимфоцитами, плаз моцитами, свободными макрофагами и ретикулярными клетками стромы. В лимфатическом узле на долю Т-клеток приходится около 65% от общего ко личества всех лимфоцитов, на долю В-клеток – 28%.

ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ Рис. 6. Схема строения лимфатическо го узла (Р.М. Хаитов с соавт., 2000).

1 – афферентные лимфатические сосуды, 2 –эфферентный лимфатический сосуд, 3 – артерия, 4 – вена, 5 – посткапиллярная венула в паракортикальной зоне, 6 – первичный фолликул, 7 – герминативный центр (центр размножения), 8 – вторичный фолликул, 9 – паракортикальнеая зона, 10 – мозговое вещество.

Иммунню защиту дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и мочеполовых путей осуществляют расположенные под эпителием скопления лимфоидной ткани, которые не заключены в соединительнотканную капсулу (слайд 11).

3.2.4. Клетки иммунной системы Центральными клетками иммунной системы являются лимфоциты.

Структуры мембраны лимфоцитов многочисленны и разнообразны по стро ению и функции, по ним можно определять происхождение клетки, стадию ее дифференцировки, способность к участию в иммунном ответе, функцио нальную сохранность и антиген, на который способен отвечать лимфоцит.

Клетки иммунной системы в функциональном отношении подразделяют на 2 категории – регуляторные клетки и их предшественники;

эффекторные клетки и их предшественники. Функцию регуляторных клеток осуществляют Т-лимфоциты и макрофаги. Эффекторами выступают В-лимфоциты, цито токсические Т-лимфоциты, NK-клетки (натуральные киллеры), макрофаги, моноциты, полиморфно-ядерные нейтрофилы и тучные клетки (Х. Фримель, Й. Брок, 1986).

Т-лимфоциты. Известно пять типов Т-лимфоцитов:

1) Тk (Т-киллеры) – осуществляют прямой контакт с клеткой-мишенью, выполняя клеточную форму защиты организма, участвуют в отторжении, гиперчувствительности замедленного типа, противоопухолевом и противо вирусном иммунитете;

2) Th (Т-хелперы) – взаимодействуют с В-лимфоцитами, стимулируя их трансформацию в клон клеток продуцентов антител;

Скоркина М.Ю., Погребняк Т.А.

3) Ts (Т-супрессоры) – подавляют выработку антител, действуя на В-клетки, участвуют в механизмах иммунологической толерантности. Ts де лятся на специфические (накапливаются под действием определенного анти гена) и неспецифические (накапливаются под действием повторных введе ний антигенов или митогенов);

4) клетки-памяти возникают под действием антигенного стимула, остава ясь в лимфатических узлах в виде малых лимфоцитов, не дифференцируясь;

5) клетки-амплифайеры – зрелые Т-клетки, которые находятся в тимусе и селезенке, не рециркулируют, короткоживущие, способствуют размножению Т-клеточных популяций, представляют разновидность Th.

В настоящее время ученые доказали, что супрессорная популя ция лимфоцитов появляется при особых функциональных состояниях Т-лимфоцитов. Два типа лимфоцитов в условиях внешней стимуляции системы начинают продуцировать цитокины, ингибирующие пролифе рацию и функциональную активность других клеток. В таком состоянии они называются Т-супрессорами. Один тип таких лимфоцитов CD4+ про дуцирует много TGF-1 (иногда их называют Th3), второй тип лимфоциты CD8+ развиваются в присутствии IL-10 и продуцируют его в больших ко личествах (иногда их называют Tr1 – Т-регуляторы 1-го типа). IL-10 сни жает активность макрофагов и продукцию ими IL-12, без которого тормо зится развитие Th1, в результате развивается супрессия иммунного ответа (В.А. Козлов, 1985;

Р.М. Хаитов с соавт., 2000).

Рецепторные белки лимфоцитов, как важнейшие их компоненты, подраз деляются на три группы:

1) Белки, находящиеся на поверхности всех видов лимфоцитов (анти гены тканевой совместимости, структурные белки мембран – переносчики ионов металлов, аминокислот, углеводов, многие ферменты);

2) Белки, не выполняющие рецепторные функции, но являющиеся мар керами дифференцировки той или иной субпопуляции лимфоцитов;

3) Белки – рецепторы антигенов, медиаторов клеточной поверхности, различных биологически активных веществ. Эти белки могут участвовать в реализации регуляторного влияния нервной и эндокринной систем на имму нитет (С.В. Комиссаренко, 1981).

На поверхности Т-лимфоцитов экспрессируется антигенраспознаю щий рецептор и дополнительные сервисные молекулы, которые образу ются в результате их дифференцировки. Антигенраспознающий рецептор Т-лимфоцитов (TCR) кодируется генами из суперсемейства иммуноглобули нов (А.Г. Брондз, 1987). Рецептор TCR – гетеродимер, состоящий из двух полипептидных цепей. У млекопитающих известно две разновидности пар цепей в TCR – Т и Т. Каждый Т-лимфоцит несет один вариант рецептора ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ или. TCR – трансмембранные молекулы, не способные распознавать растворимые антигены, предназначены для распознавания поверхностных структур собственных клеток организма. 99% Т-лимфоцитов, проходящих лимфопоэз в тимусе представлены Т-клетками. Антигенсвязывающая часть рецептора TCR состоит из двух полипептидных цепей:

- с молекулярной массой 40000-60000 и - – 40000-50000. Каждая из цепей имеет по два доме на во внеклеточной части, гидрофобную, положительно заряженную (за счет остатков лизина и аргинина) трансмембранную часть и короткий (из 5- остатков аминокислот) цитоплазматический участок. Между собой цепи со единены одной дисульфидной связью, расположенной выше мембраны.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.