Иммунология - наука, изучающая генетические, молекулярные и клеточные механизмы реагирования организма на клеточные чужеродные субстанции, именуемые антигенами

Задачи иммунологии: - Решение проблем вакцинации, изыскание новых принципов вакцинации и создание вакцин; - Диагностика врожденной недостаточности иммунной системы (первичные иммунодефициты); - Своевременное выявление приобретенных иммунологических дефектов (вторичные иммунодефициты); - Изучение иммунопатологических проявлений соматической патологии; - Решение проблем диагностики и лечения аллергии; - Изучение аутоиммунной патологии;

Задачи иммунологии: - Подбор пары донор реципиент при пересадке органов и тканей; - Решение проблем трансплантологии; - Диагностика дефектов иммунной системы при опухолях и их лечение; - Изучение влияния экологических и экстремальных факторов на организм человека; - Выявление конкретного иммунологического дефекта и подбор способа иммунокоррекции; - Изучение проблем иммунопатологии репродуктивной функции; - Совершенствование методов иммунодиагностики.

Иммунитет способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетической чужеродности. «Живые тела и вещества» - бактерии, вирусы, простейшие, белки, клетки тканей, в том числе измененные клетки собственного организма (поврежденные, состарившиеся, измененные).

Функция иммунитета - иммунологический надзор за внутренним постоянством многоклеточной популяции организма. Распознавание и уничтожение генетически чужеродных клеток является следствием данной основной функции.

Виды иммунитета Естественный/ врожденный/видовой Приобретенный Активный Пассивный

Естественный, или врожденный (видовой), иммунитет представляет собой невосприимчивость одного вида животных или человека к микроорганизмам, вызывающим заболевания у других видов. Естественный иммунитет контролируется генетически Примером естественной генетической резистентности является невосприимчивость человека к чуме собак, рогатого скота и других животных. Естественный иммунитет является наиболее прочной формой невосприимчивости.

Приобретенным иммунитетом называют такую невосприимчивость организма к инфекционным агентам, которая формируется в процессе его жизнедеятельности и характеризуется строгой специфичностью. Иммунитет, приобретенный: - в результате перенесенного инфекционного заболевания, называется постинфекционным; - после введения в организм вакцины поствакцинальным. Тот и другой иммунитет может сохраняться достаточно длительное время.

Приобретенный иммунитет Активный - формируется после перенесения того или иного инфекционного заболевания или искусственного введения в организм какого-либо антигена в составе вакцинных препаратов. В результате в организме происходит: -выработка специфических антител, - активируются клеточные реакции, - усиливается фагоцитоз Пассивный - формируется в результате введения в организм готовых антител, взятых из другого иммунного организма (иммунной сыворотки)

Плацентарный иммунитет передача антител плоду через плаценту или ребенку с материнским молоком. Антимикробный (инфекционный) приобретенный иммунитет направлен против различных микроорганизмов; антитоксический против бактериальных токсинов (например, при столбняке, ботулизме, дифтерии). Данный иммунитет сохраняется в организме в течение того времени, пока в нем находится возбудитель инфекционного заболевания (например, при туберкулезе). Постинфекционный иммунитет остается после перенесенного инфекционного заболевания, когда организм уже освободился от возбудителя. Местный иммунитет явление невосприимчивости ткани, которая может являться входными воротами инфекции: кожи (при сибирской язве), слизистой желудочно-кишечного тракта (при холере). Обеспечивается местный иммунитет естественными неспецифическими факторами защиты организма.

Иммунная система орган иммунитета, функциональная система организма, состоящая из лимфоидных клеток и органов, ответственных за специфические иммунные защитные механизмы. Органы иммунной системы Периферические (вторичные) Центральные (первичные)

Центральные органы иммунитета являются местами дифференцировки лимфоцитов: - вилочковая железа; - сумка Фабрициуса (только у птиц). У человека и млекопитающих роль сумки Фабрициуса выполняет костный мозг.

Вилочковая железа заполнена малыми лимфоцитами, где происходит их активное размножение. Кортикальные лимфоциты отличаются своей незрелостью и дифференцируются в зрелые. При этом они мигрируют в мозговой слой, а оттуда в кровь. Скопления лимфоцитов, находящихся в процессе деления, называют пакетами Кларка. Формирование вилочковой железы полностью заканчивается к 5 годам. Абсолютная масса ее увеличивается до периода полового созревания, затем постепенно снижается, достигая к 60 годам 10%.

Костный мозг поставляет полипотентную стволовую клетку, необходимую для всех ростков кроветворения и лимфопоэза. Эти клетки выходят из костного мозга в кровоток, циркулируют в организме, поступают в вилочковую железу и другие лимфатические органы. Там осуществляется их дифференцировка. В костном мозгу из кроветворных стволовых клеток берет свое начало система В-лимфоцитов.

Периферические органы иммунной системы: - селезенка, - лимфатические узлы, - миндалины, - лимфоидная ткань. Периферические органы иммунной системы заселяются Т- и В-лимфоцитами из центральных органов, причем каждая популяция мигрирует в свою зону тимусзависимую или тимуснезависимую.

Селезенка: - осуществляет контроль за клеточным составом крови; - удаляет из кровотока утратившие функциональную активность эритроциты и лейкоциты; - образует новые лимфоциты. Лимфоидная ткань селезенки представляет собой белую пульпу, а красная пульпа заполнена эритроцитами, макрофагами и пронизана венозными синусоидами.

В лимфатическом узле кортикальная (тимуснезависимая) зона заполнена В-лимфоцитами. Скопления Т-клеток находятся в пара кортикальной области (тимуснезависимой). Лимфоциты поступают в лимфатический узел по афферентным лимфатическим сосудам. Перемещение лимфоцитов между тканями, кровяным руслом и лимфатическими узлами позволяет антиген чувствительным клеткам обнаружить антиген, сосредоточиться в местах иммунных реакций.

Лимфоидная ткань, диффузно распределена в слизистых покровах организма - самый первый барьер на пути инфекции. Дыхательные, пищеварительные и мочеполовые пути защищены от инфекции скоплениями лимфоидной ткани (скопления лимфоцитов, плазматических клеток и фагоцитов) или более организованную ткань с хорошо оформленными структурами (язычные, небные и глоточные миндалины; пейеровы бляшки тонкого кишечника и аппендикс).

Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками, имеет также особую защитную секреторную систему. Взаимодействие между вторичными лимфоидными органами и остальными тканями организма осуществляется с помощью рециркулирующих лимфоцитов, которые переходят из крови в лимфатические узлы, селезенку и другие ткани, а затем обратно в кровь по основным лимфатическим путям.

Клетки иммунной системы 2 типа иммунных механизма Клеточные реакции обеспечивают защиту организма от внутриклеточных и грибковых инфекций, внутриклеточных паразитов и опухолевых клеток. Участвуют тимусзависимые лимфоциты (Т-клетки, созревающие в тимусе). Гуморальные реакции направлены против внеклеточных возбудителей инфекций. Участвуют тимуснезависимые (В- клетки, постоянно образующиеся в костном мозге и продуцирующие антитела).

Клетки иммунной системы Т-лимфоциты Периферические Т-клетки подразделяются на различные субпопуляции: - Т-хелперы (индукторы) - Т-супрессоры - Цитотоксические Т-клетки или Т- киллеры - Т-эффекторы

Т-лимфоциты Т-хелперы (индукторы) - клетки, генетически запрограммированные «помогать» размножению и дифференцировке клеток другого типа. Т-хелперы : - необходимы для осуществления реакции на антиген цитотоксическими Т-клетками и Т-супрессорами; - необходимы для стимуляции В-лимфоцитов к синтезу антител; - участвуют в освобождении особых факторов лимфокинов (интерлейкинов); - способствуют активации других субпопуляций Т- или В- лимфоцитов.

Т-лимфоциты Т-супрессоры Клетки, генетически запрограммированные для супрессорной (подавляющей) активности по отношению к Т-хелперам, В-лимфоцитам, т.е. реакциям клеточного и гуморального иммунитета. Цитотоксические Т-клетки или Т-киллеры Цитотоксические Т-клетки защищают от вирусных заболеваний, убивая клетки-мишени, зараженные вирусом, или чужеродные клетки. Цитотоксические Т-клетки принимают активное участие в реализации механизмов противовирусного, противоопухолевого, трансплантационного иммунитета и развития аллергических реакций.

Т-лимфоциты Т-эффекторы - обеспечивают клеточный иммунный ответ, непосредственно участвуя в формировании аллергических реакций по типу гиперчувствительности замедленного типа - продуцируют лимфокины.

Т-лимфоциты, принимавшие участие в иммунном ответе на определенный антиген и обладающие в результате этого фенотипом памяти, мигрируют в нелимфоидные ткани и органы (в кожу, пищеварительный тракт, на поверхность бронхов и т.д.) Покоящиеся лимфоциты мигрируют в лимфатические узлы. Миграция Т-лимфоцитов в лимфоидную ткань в норме называется хомингом (в основе - специфическое взаимодействие адгезивных молекул на Т-клетках и эндотелии сосудов различных тканей). Различные субпопуляции Т-лимфоцитов имеют индивидуальные рецепторы данного взаимодействия, отличающиеся также и для тканей различной специфичности. Иммунная система регулирует региональное движение лимфоцитов путем активизации их рецепторов. В норме их число невелико, но при развитии патологического процесса их количество значительно возрастает, а специфичность уменьшается.

Клетки иммунной системы В-лимфоциты (от терминов - сумка Фабрициуса (bursa of Fabricius) у птиц и костный мозг (bone marrow) у человека и млекопитающих. Образование В-клеток начинается в эмбриональной печени, а затем перемещается в костный мозг.

2 фазы дифференцировки В- лимфоцитов: 1) Антигеннезависимая Образуется большое количество В- клеток, не имеющих поверхностных рецепторов для антигена. 2) Антигензависимая Наступает при участии антигена и Т-хелперов, в результате образуются полноценные зрелые В-лимфоциты. Они несут на своей поверхности уникальные антигенсвязывающие молекулы иммуноглобулинов, играющие роль первичных рецепторов для антигена.

Клетки иммунной системы Плазматические клетки Активация и дифференцировка В-лимфоцитов в плазматические клетки индуцируется контактом с антигеном и Т-хелпером. У зрелых плазматических клеток исчезают иммуноглобулиновые рецепторы, они начинают синтезировать молекулы антител. Хорошо развитый секреторный аппарат позволяет данным клеткам синтезировать несколько тысяч молекул антител в минуту. Плазматические клетки редко делятся и живут 23 дня.

Клетки иммунной системы В-клетки памяти Под воздействием антигена и Т-лимфоцитов остальная часть В-лимфоцитов вновь превращается в малые лимфоциты. Живут относительно долго и при повторном поступлении данного антигена в организм активизируются гораздо быстрее. Обеспечивают быстрый синтез большого количества антител.

Рецепторы и маркеры лимфоцитов Рецепторы лимфоцитов имеют иммуноглобулиновую природу. На поверхности В-лимфоцита находится от до рецепторов. Наименее зрелые В-лимфоциты экспрессируют на поверхности IgМ. По мере созревания на их поверхности появляются антитела изотипов IgD. Одними из наиболее важных поверхностных компонентов В- лимфоцита являются рецепторы к Т-лимфоцитам и фракциям системы комплемента. На поверхности В-клеток находятся рецепторы гормонов, ферментов, вирусов, антигенов, детерминанты тканевой совместимости, рецепторы к факторам роста и дифференцировки.

Рецепторы и маркеры лимфоцитов На поверхности Т-лимфоцита в раз меньше рецепторов. Т-лимфоциты человека имеют на своей поверхности рецепторы для Fc -фрагментов иммуноглобулинов, причем: - Т-хелперы к IgM, - Т-супрессоры к IgG, - Т-киллеры к IgD. Имеются рецепторы к митогенам, вирусам, медиаторам (гистамину), специфические рецепторы к различным субпопуляциям собственного класса клеток.

Рецепторы и маркеры лимфоцитов Маркеры (claster differentiation или CD) - дифференцировочные антигены Т- или В- лимфоцитов. Метод получения клеточных клонов (гибридом), продуцирующих антитела одной специфичности, принадлежит Мильштейну и Келлеру.

Рецепторы и маркеры лимфоцитов Гибридомы получают слиянием нормальных лимфоцитов, продуцирующих антитела, с опухолевой линией, затем культивируют и получают одиночные клоны. Все молекулы иммуноглобулинов, продуцируемые одной гибридомой, являются идентичными. В иммунопероксидазной реакции с помощью моноклональных антител можно определить количество клеток отдельной субпопуляции Т- или В-лимфоцитов, которой соответствует данный маркер (антиген).

Основные маркеры: CD2 + это антиген, присутствующий на поверхности всех циркулирующих Т-клеток; CD3 + принимает участие в распознавании антигена, ассоциированного с детерминантами главного комплекса гистосовместимости. Может быть использован для идентификации зрелых Т-клеток; CD4 + экспрессируют Т-хелперы(индукторы), составляющие 45% лимфоцитов периферической крови. Слабая экспрессия молекулы 4 может наблюдаться на макрофагах и моноцитах; CD5 + выявляется на поверхности всех зрелых форм Т-клеток; CD8 + антиген, который экспрессируется на цитотоксических и супресорных Т-лимфоцитах, составляющих 20 35% лимфоцитов периферической крови; СД16 + выявляется на поверхности естественных киллеров (НК); CD21 + антиген пролиферативных форм; CD22 + экспрессируется всеми В-клетками; CD45 + RO выявляется на Т-клетках, В-лимфоцитах, моноцитах и макрофагах, которые характеризуются как клетки памяти.

Методы определения Т- и В-лимфоцитов: 1) Реакция розеткообразования - способность активных Т-лимфоцитов адсорбировать на своей поверхности эритроциты барана, а активных В-лимфоцитов эритроциты мыши. Активными считаются те лимфоциты, на поверхности которых адсорбируется более трех эритроцитов. Определяется процент активных лимфоцитов (Т- или В-звена) по отношению к общему числу лимфоцитов в поле зрения.

Методы определения Т- и В-лимфоцитов: 2) Непрямая иммунопероксидазная реакция с использованием моноклональных антител. Каждая линия моноклональных антител способна вступать во взаимодействие только с конкретной субпопуляцией Т-лимфоцитов. Антитела в ходе реакции метятся флюорохромной меткой, позволяющей достаточно легко определять те лимфоциты, с рецепторами которых они вступают во взаимодействие. В ходе данной реакции также определяется процент активных лимфоцитов (которые вступают во взаимодействие с отдельным моноклональным антителом) по отношению к общему количеству лимфоцитов в поле зрения.

Антитела или иммуноглобулины – белки плазмы крови, которые по своему химическому составу относятся к ликопротеидам. Они образуют один из основных классов белков крови (20 % массы). В организме здорового индивидума содержится не менее 108 различных иммуноглобулинов. Любая молекула антитела имеет Y- образную форму и состоит из 2 тяжелых (H) и 2 легких (L) цепей, связанных между собой дисульфидными мостиками.

Антитела или иммуноглобулины Каждая молекула антитела имеет два одинаковых антигенсвязывающих фрагмента Fab (fragment antiqen binding) и один Fc-фрагмент (fraqment crystallizable), с помощью которого антитела комплементарно связываются с Fc-рецептором клеточной мембраны. Fab HH тяжелая цепь, LL легкая цепь, Fab антигенсвязывающий фрагмент (активный центр), Fc к рецептору клеточной мембраны Fc.

Антитела Концевые участки Fab-фрагменты легких и тяжелых цепей формируют антигенсвязывающий активный центр. Остальные участки молекулы иммуноглобулина (Fc-фрагменты) относительно неизменны (константны) Функции: - фиксация и активация системы комплемента по классическому пути после образования комплекса антиген-антитело; - прикрепление IgG к Fc-рецепторам клеточных мембран; - прохождение IgG через плаценту. Fc-фрагменты определяют видовую, групповую, антигенную специфичность каждого иммуноглобулина. В зависимости от строения константных областей тяжелых цепей иммуноглобулинов они подразделяются на 5 классов: IgA, IgM, IgG, IgE, IgD