В состав иммуноглобулина G входят антитела, играющие ведущую роль в защите от многих вирусных (корь, оспа, бешенство и др.) и бактериальных инфекций, вызываемых преимущественно грамположительными микроорганизмами, а также от столбняка и малярии, антирезусные гемолизины, антитоксины (дифтерийный, стафилококковый и др.). lgG-антитела губительно действуют с помощью комплемента, опсонизации, активации фаго-цитоза, обладают вируснейтрализуюицим свойством. Подфракции иммуноглобулина G, их соотношения не только могут определяться специфичностью антигенного раздражителя (инфекции), но и быть свидетелями неполной иммунологической компетентности. Так, дефицит иммуноглобулина G2 может быть сопряжен с дефицитом иммуноглобулина А, а повышение концентрации иммуноглобулина G4 для многих детей отражает вероятность атопического предрасположения или атопии, но иного типа, чем классическая, основанная на продукции и реакциях иммуноглобулина Е.
Иммуноглобулин М
Иммуноглобулин М играет важную роль в защите организма от инфекций. В его состав входят антитела против грамотрицательных бактерий (шигелл, брюшного тифа и др.), вирусов, а также гемолизины системы АВО, ревматоидный фактор, противоорганные антитела. Антитела, относящиеся к классу иммуноглобулина М, обладают высокой агглютинирующей активностью и способны активировать комплемент по классическому пути.
Иммуноглобулин A
Роль и значение сывороточного иммуноглобулина А до сих пор изучены недостаточно. Он не участвует в активации комплемента, в лизисе бактерий и клеток (например, эритроцитов). В то же время обосновано предположение, что сывороточный иммуноглобулин А является основным источником для синтеза секреторного иммуноглобулина А. Последний же образуется лим-фоидными клетками слизистых оболочек пищеварительной и дыхательной систем и, таким образом, участвует в системе местного иммунитета, препят-ствуя инвазии патогенов (вирусов, бактерий и др.) в организм. Это так называемая первая линия защиты организма от инфицирования.
Иммуноглобулин D
О функции антител, относящихся к иммуноглобулину Д пока известно мало. Иммуноглобулин D обнаруживается в ткани миндалин и аденоидов, что позволяет предполагать его роль в местном иммунитете. Иммуноглобулин D находится на поверхности В-лимфоцита (вместе с мономерным IgМ) в виде mIg, контролируя его активацию и супрессию. Установлено также, что иммуноглобулин D активирует комплемент по альтернативному типу и обладает антивирусной активностью. В последние годы интерес к иммуноглобулину D возрастает в связи с описанием острого лихорадочного заболевания по типу ревматической лихорадки (увеличение лимфатических узлов, полисерозит, артралгии и миалгии) в сочетании с гипериммуноглобулинемией D.
Иммуноглобулин E
С иммуноглобулином Е, или реагинами, связано представление об аллергических реакциях немедленного типа. Основным методом распознавания специфической сенсибилизации к самым разным аллергенам является исследование общего или суммарного иммуноглобулина Е сыворотки крови, а также титров иммуноглобулин-Е-антител в отношении конкретных аллергенов быта, пищевых веществ, пыльцы растений и т. д. Иммуноглобулин Е активирует также макрофаги и эозинофилы, что может усиливать фагоцитоз или активность микрофагов (нейтрофилов).
В постнатальном периоде наблюдается весьма существенная динамика по содержанию в крови детей иммуноглобулинов разных классов. Она связана с тем, что в течение первых месяцев жизни продолжается распад и удаление тех иммуноглобулинов класса в, которые были переданы трансплацентарно от матери. Одновременно происходит нарастание концентраций иммуноглобулинов всех классов уже собственного производства. В течение первых 4-6 мес материнские иммуноглобулины полностью разрушаются и начинается синтез собственных иммуноглобулинов. Обращает на себя вни-мание, что В-лимфоциты синтезируют преимущественно иммуноглобулин М, содержание которого быстрее достигает показателей, свойственных взрослым, чем остальных классов иммуноглобулинов. Синтез же собственного иммуноглобулина в происходит медленнее.
Как было указано, к рождению у ребенка отсутствуют секреторные иммуноглобулины. Их следы начинают обнаруживаться с конца первой недели жизни. Их концентрация постепенно нарастает, причем содержание секреторного иммуноглобулина А достигает максимальных значений лишь к 10-12 годам.
Иммуноглобулин Е в сыворотке крови, кЕ/л
|
Возраст детей |
Здоровые дети |
У взрослых при заболеваниях |
|||
|
Максимум |
Максимум |
||||
|
Новорож-денные |
Аллергический ринит |
||||
|
Астма атопическая |
|||||
|
Атопический дерматит |
|||||
|
Аспергиллез бронхолегочный: |
|||||
|
ремиссия |
|||||
|
Взрослые |
обострение |
||||
|
Гипер-IgЕ синдром |
|||||
|
IgЕ миелома |
Более 15 000 |
||||
Иммуноглобулины сыворотки крови у детей, г/л
|
Иммуноглобулин G |
Иммуноглобулин А |
Иммуноглобулин М |
||||
|
Максимум |
Максимум |
Максимум |
||||
Низкое содержание секреторного иммуноглобулина А обнаруживается у детей первого года жизни в секретах тонкой и толстой кишки, а также в фекалиях. В смывах из носа детей первого месяца жизни секреторный иммуноглобулин А отсутствует и очень медленно нарастает в последующие месяцы (до 2 лет). Этим объясняют более легкую заболеваемость детей раннего возраста респираторными инфекциями.
Иммуноглобулин D в сыворотке крови у новорожденных имеет концентрацию 0,001 г/л. Затем она нарастает после 6-й недели жизни и достигает значений, свойственных взрослым, к 5-10 годам.
Такая сложная динамика создает изменения количественных соотношений в сыворотке крови, чего нельзя не учитывать в оценке результатов диагностических исследований системы иммунитета, равно как и в трактовке особенностей заболеваемости и иммунологической конституции в разные возрастные периоды. Низким содержанием иммуноглобулинов в течение первого года жизни объясняют легкую восприимчивость детей к различным заболеваниям (органов дыхания, пищеварения, гнойничковым поражениям кожи). С увеличением контакта между детьми на втором году жизни, на фоне относительно низкого содержания иммуноглобулинов в этот период, наблюдается особенно высокая их заболеваемость по сравнению с детьми других периодов детства.
Гетерогемагглютинины, относящиеся к классу иммуноглобулинов М, обнаруживаются к 3-му месяцу жизни, затем их содержание увеличивается, но более заметно - в 2-2 1/2 года. У новорожденных содержание стафилококкового антитоксина равно таковому у взрослого человека, а затем оно снижается. Вновь его достоверное повышение наблюдается к 24-30 мес жизни. Динамика концентрации стафилококкового антитоксина в крови ребенка позволяет предполагать, что первоначально высокий ее уровень обусловлен трансплацентарной передачей его от матери. Собственный же синтез происходит позднее, чем и объясняется большая частота гнойничковых поражений кожи (пиодермий) у детей раннего возраста. При заболевании кишечными инфекциями (сальмонеллез, коли-энтерит, дизентерия) антитела к их возбудителям у детей первых 6 мес жизни обнаруживаются редко, в возрасте от 6 до 12 мес - лишь у 1/3 больных, а у детей на втором году жизни - почти у 60%.
При заболевании острыми респираторными инфекциями (аденовирусная, парагрипп) сероконверсия у детей одного года жизни обнаруживается лишь у 1/3 переболевших ими, а на втором году - уже у 60%. Это еще раз подтверждает особенности становления гуморального звена иммунитета у детей раннего возраста. Неслучайно во многих руководствах по педиатрии и иммунологии описанный клинико-иммунологический синдром или феномен получает права нозологической формы и обозначается как «физиологическая транзиторная гипоилшуноглобулинемия детей раннего возраста».
Прохождение ограниченного количества антигенного материала пищи через кишечный барьер само по себе не является патологическим феноменом. У здоровых детей любого возраста, а также у взрослых следовые количества пищевых белков могут поступать в кровь, вызывая образование специфических антител. Почти у всех детей, вскармливаемых коровьим молоком, вырабатываются прецицитирующие антитела. Вскармливание коровьим молоком приводит к повышению концентрации антител против молочных белков уже через 5 дней после введения смеси. Иммунный ответ особенно выражен у детей, получавших коровье молоко с периода новорожденности. Предшествующее грудное вскармливание результируется более низким содержанием антител и медленным его нарастанием. С возрастом, особенно после 1-3 лет, параллельно уменьшению проницаемости стенки кишечника определяется снижение концентрации антител к пищевым белкам. Возможность пищевой антигенемии у здоровых детей доказана прямым выделением пищевых антигенов, находящихся в крови в свободном виде или в составе иммунного комплекса.
Формирование относительной непроницаемости для макромолекул, так называемого кишечного блока, у человека начинается внутриутробно и про-исходит очень постепенно. Чем младше ребенок, тем выше проницаемость его кишечника для пищевых антигенов.
Специфической формой защиты от вредного влияния пищевых антигенов является иммунная система желудочно-кишечного тракта, состоящая из клеточного и секреторного компонентов. Основную функциональную нагрузку несет димерный иммуноглобулин А (SIgА). Содержание этого иммуноглобулина в слюне и пищеварительных секретах намного выше, чем в сыворотке. От 50 до 96% его синтезируется местно. Основные функции в отношении пищевых антигенов заключаются в препятствовании всасыванию макромолекул из желудочно-кишечного тракта (иммунное исключение) и регуляции проникновения пищевых белков через эпителий слизистой оболочки во внутреннюю среду организма. Относительно небольшие антигенные молекулы, пенетрирующие эпителиальную поверхность, стимулируют местный синтез SIgА, который препятствует последующему внедрению антигенов путем формирования комплекса на мембране. Однако желудочно-кишечный тракт новорожденного лишен этой специфической формы защиты, и все сказанное выше сможет полностью реализоваться очень нескоро, по мере полного созревания системы синтеза SIgA. У грудного ребенка сроки минимально-достаточного созревания могут колебаться от 6 мес до 1 "/2 года и более. Это и будет сроком формирования «кишечного блока». До этого срока система местной секреторной защиты и блокирования пищевых антигенов может быть обеспечена только и исключительно молозивом и молоком матери. Окончательное же созревание секреторного иммунитета может произойти и после 10-12 лет.
Биологический смысл значительного увеличения содержания иммуноглобулина А в молозиве непосредственно перед родами заключается в его специализированной функции иммунного исключения антигенов (инфекционных и пищевых) на слизистых оболочках.
Содержание SIgA в молозиве очень высоко и достигает 16-22,7 мг/л. С переходом молозивного молока в зрелое концентрация секреторных иммуноглобулинов существенно снижается. Реализации защитных функций SIgA способствует его выраженная устойчивость к протеолитическому действию ферментов, благодаря чему SIgA сохраняет свою активность во всех отделах желудочно-кишечного тракта, и у ребенка, находящегося на естественном вскармливании, почти полностью выводится в неизмененном виде с калом.
Участие SIgА женского молока в иммунных процессах, связанных с пищевыми антигенами, доказано обнаружением в человеческом молоке иммуноглобулин-А-антител против ряда пищевых белков: α-казеина, β-казеина, β-лактоглобулина коровьего молока.
На втором месте по концентрации иммуноглобулинов находится иммуноглобулин G, и особый интерес представляет относительно высокое содержание иммуноглобулина G4. Отношение концентрации иммуноглобулина G4 в молозиве к содержанию в плазме крови превосходит отношение концентрации иммуноглобулина G в молозиве к содержанию в плазме крови более чем в 10 раз. Этот факт, по мнению исследователей, может свидетельствовать о местной продукции иммуноглобулина G4 или его избирательном транспорте из периферической крови в молочные железы. Роль молозивного иммуноглобулина G4 неясна, однако его участие в процессах взаимодействия с пищевыми антигенами подтверждается обнаружением как в плазме, так и в молозиве специфических иммуноглобулин-С4-антител против β-лактоглобулина, бычьего сывороточного альбумина и α-глиадина. Высказано предположение, что иммуноглобулин G4 усиливает антигенную активацию тучных клеток и базофилов, приводя к выделению медиаторов, необходимых для осуществления хемотаксиса и фагоцитоза.
Таким образом, состояние синтеза иммуноглобулинов не только определяет готовность ребенка раннего возраста к инфекциям, но и оказывается причинным механизмом для проникновения через кишечный барьер и барьер других слизистых оболочек широкого потока аллергенных субстанций. Совокупно с другими анатомо-физиологическими особенностями детей раннего возраста это формирует особенную и вполне самостоятельную форму «транзиторной атопической конституции, или диатеза детей раннего возраста». Этот диатез может иметь очень яркие, прежде всего кожные проявления (экзема, аллергодерматоз) до 2-3-летнего возраста с быстрой последующей ремиссией изменений кожи или полным выздоровлением в последующие годы. У многих детей с наследственным предрасположением к атопии повышение проницаемости слизистых оболочек в период транзитор- ного атопического диатеза способствует реализации наследственного предрасположения и формированию длительной цепи уже непроходящих аллергических заболеваний.
Таким образом, возрастные физиологические особенности иммунитета у детей раннего возраста определяют существенное повышение их чувствительности как к инфекционным факторам среды, так и к экспозиции аллергенов. Это определяет многие требования по уходу за детьми и профилактике их заболеваний. Сюда включается необходимость особого контроля за риском контакта с инфекциями, целесообразность индивидуального или минигруппового воспитания, контроль за качеством пищевых продуктов и их переносимостью по симптоматике аллергических реакций. Существует и выход из положения, выработанный многотысячелетней эволюцией млекопитающих - это полноценное грудное вскармливание детей. Молозиво и нативное женское молоко, содержащие большое количество иммуноглобулина А, макрофагов и лимфоцитов, как бы компенсируют незрелость общего и местного иммунитета у детей первых месяцев жизни, позволяют благополучно миновать возраст критического или пограничного состояния иммунной системы.
Природа иммуноглобулинов. В ответ на введение антигена иммунная система вырабатывает антитела - белки, способные специфически соединяться с антигеном, вызвавшим их образование, и таким образом участвовать в иммунологических реакциях. Относятся антитела к γ-глобулинам, т. е. наименее подвижной в электрическом поле фракции белков сыворотки крови. В организме γ-глобулины вырабатываются особыми клетками - плазмоцитами. γ-глобулины, несущие функции антител, получили название иммуноглобулинов и обозначаются символом Ig. Следовательно, антитела - это иммуноглобулины, вырабатываемые в ответ на введение антигена и способные специфически взаимодействовать с этим же антигеном.
Функции. Первичная функция состоит во взаимодействии их активных центров с комплементарными им детерминантами антигенов. Вторичная функция состоит в их способности:
Связывать антиген с целью его нейтрализации и элиминации из организма, т. е. принимать участие в формировании защиты от антигена;
Участвовать в распознавании «чужого» антигена;
Обеспечивать кооперацию иммунокомпетентных клеток (макрофагов, Т- и В-лимфоцитов);
Участвовать в различных формах иммунного ответа (фагоцитоз, киллерная функция, ГНТ, ГЗТ, иммунологическая толерантность, иммунологическая память).
Структура антител. Белки иммуноглобулинов по химическому составу относятся к гликопротеидам, так как состоят из протеина и сахаров; построены из 18 аминокислот. Имеют видовые отличия, связанные главным образом с набором аминокислот. Их молекулы имеют цилиндрическую форму, они видны в электронном микроскопе. До 80 % иммуноглобулинов имеют константу седиментации 7S; устойчивы к слабым кислотам, щелочам, нагреванию до 60 °С. Выделить иммуноглобулины из сыворотки крови можно физическими и химическими методами (электрофорез, изоэлектрическое осаждение спиртом и кислотами, высаливание, аффинная хроматография и др.). Эти методы используют в производстве при приготовлении иммунобиологических препаратов.
Иммуноглобулины по структуре, антигенным и иммунобиологическим свойствам разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD. Иммуноглобулины М, G, А имеют подклассы. Например, IgG имеет четыре подкласса (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4). Все классы и подклассы различаются по аминокислотной последовательности.
Молекулы иммуноглобулинов всех пяти классов состоят из полипептидных цепей: двух одинаковых тяжелых цепей Н и двух одинаковых легких цепей - L, соединенных между собой дисульфидными мостиками. Соответственно каждому классу иммуноглобулинов, т.е. М, G, A, E, D, различают пять типов тяжелых цепей: μ (мю), γ (гамма), α (альфа), ε (эпсилон) и Δ (дельта), различающихся по антигенности. Легкие цепи всех пяти классов являются общими и бывают двух типов: κ (каппа) и λ (лямбда); L-цепи иммуноглобулинов различных классов могут вступать в соединение (рекомбинироваться) как с гомологичными, так и с гетерологичными Н-цепями. Однако в одной и той же молекуле могут быть только идентичные L-цепи (κ или λ). Как в Н-, так и в L-цепях имеется вариабельная - V область, в которой последовательность аминокислот непостоянна, и константная - С область с постоянным набором аминокислот. В легких и тяжелых цепях различают NH2- и СООН-концевые группы.
При обработке γ-глобулина меркаптоэтанолом разрушаются дисульфидные связи и молекула иммуноглобулина распадается на отдельные цепи полипептидов. При воздействии протеолитическим ферментом папаином иммуноглобулин расщепляется на три фрагмента: два не кристаллизующихся, содержащих детерминантные группы к антигену и названных Fab-фрагментами I и II и один кристаллизующий Fc-фрагмент. FabI- и FabII-фрагменты сходны по свойствам и аминокислотному составу и отличаются от Fc-фрагмента; Fab-и Fc-фрагменты являются компактными образованиями, соединенными между собой гибкими участками Н-цепи, благодаря чему молекулы иммуноглобулина имеют гибкую структуру.
Как Н-цепи, так и L-цепи имеют отдельные, линейно связанные компактные участки, названные доменами; в Н-цепи их по 4, а в L-цепи - по 2.
Активные центры, или детерминанты, которые формируются в V-областях, занимают примерно 2 % поверхности молекулы иммуноглобулина. В каждой молекуле имеются две детерминанты, относящиеся к гипервариабельным участкам Н- и L-цепей, т. е. каждая молекула иммуноглобулина может связать две молекулы антигена. Поэтому антитела являются двухвалентными.
Типовой структурой молекулы иммуноглобулина является IgG. Остальные классы иммуноглобулинов отличаются от IgG дополнительными элементами организации их молекулы.
В ответ на введение любого антигена могут вырабатываться антитела всех пяти классов. Обычно вначале вырабатывается IgM, затем IgG, остальные - несколько позже.
12 Способность к образованию антител появляется во внутриутробном периоде у 20-недельного эмбриона; после рождения начинается собственная продукция иммуноглобулинов, которая увеличивается до наступления зрелого возраста и несколько снижается к старости. Динамика образования антител имеет различный характер в зависимости от силы антигенного воздействия (дозы антигена), частоты воздействия антигена, состояния организма и его иммунной системы. При первичном и повторном введении антигена динамика антителообразования также различна и протекает в несколько стадий. Выделяют латентную, логарифмическую, стационарную фазу и фазу снижения.
В латентной фазе происходят переработка и представление антигена иммунокомпетентным клеткам, размножение клона клеток, специализированного на выработку антител к данному антигену, начинается синтез антител. В этот период антитела в крови не обнаруживаются.
Во время логарифмической фазы синтезированные антитела высвобождаются из плазмоцитов и поступают в лимфу и кровь.
В стационарной фазе количество антител достигает максимума и стабилизируется, затем наступает фаза снижения уровня антител. При первичном введении антигена (первичный иммунный ответ) латентная фаза составляет 3-5 сут, логарифмическая - 7- 15 сут, стационарная - 15-30 сут и фаза снижения - 1-6 мес. и более. Особенностью первичного иммунного ответа является то, что первоначально синтезируется IgM, а затем IgG.
В отличие от первичного иммунного ответа при вторичном введении антигена (вторичный иммунный ответ) латентный период укорочен до нескольких часов или 1-2 сут, логарифмическая фаза характеризуется быстрым нарастанием и значительно более высоким уровнем антител, который в последующих фазах длительно удерживается и медленно, иногда в течение нескольких лет, снижается. При вторичном иммунном ответе в отличие от первичного синтезируются главным образом IgG.
Такое различие динамики антителообразования при первичном и вторичном иммунном ответе объясняется тем, что после первичного введения антигена в иммунной системе формируется клон лимфоцитов, несущих иммунологическую память о данном антигене. После повторной встречи с этим же антигеном клон лимфоцитов с иммунологической памятью быстро размножается и интенсивно включает процесс антителогенеза.
Очень быстрое и энергичное антителообразование при повторной встрече с антигеном используется в практических целях при необходимости получения высоких титров антител при производстве диагностических и лечебных сывороток от иммунизированных животных, а также для экстренного создания иммунитета при вакцинации.
13 Иммунологическая память . При повторной встрече с антигеном организм формирует более активную и быструю иммунную реакцию - вторичный иммунный ответ. Этот феномен получил название иммунологической памяти.
Иммунологическая память имеет высокую специфичность к конкретному антигену, распространяется как на гуморальное, так и клеточное звено иммунитета и обусловлена В- и Т-лимфоцитами. Она образуется практически всегда и сохраняется годами и даже десятилетиями. Благодаря ей наш организм надежно защищен от повторных антигенных интервенций.
На сегодняшний день рассматривают два наиболее вероятных механизма формирования иммунологической памяти. Один из них предполагает длительное сохранение антигена в организме. Этому имеется множество примеров: инкапсулированный возбудитель туберкулеза, персистирующие вирусы кори, полиомиелита, ветряной оспы и некоторые другие патогены длительное время, иногда всю жизнь, сохраняются в организме, поддерживая в напряжении иммунную систему. Вероятно также наличие долгоживущих дендритных АПК, способных длительно сохранять и презентировать антиген.
Другой механизм предусматривает, что в процессе развития в организме продуктивного иммунного ответа часть антигенореактивных Т- или В-лимфоцитов дифференцируется в малые покоящиеся клетки, или клетки иммунологической памяти. Эти клетки отличаются высокой специфичностью к конкретной антигенной детерминанте и большой продолжительностью жизни (до 10 лет и более). Они активно рециркулируют в организме, распределяясь в тканях и органах, но постоянно возвращаются в места своего происхождения за счет хоминговых рецепторов. Это обеспечивает постоянную готовность иммунной системы реагировать на повторный контакт с антигеном по вторичному типу.
Феномен иммунологической памяти широко используется в практике вакцинации людей для создания напряженного иммунитета и поддержания его длительное время на защитном уровне. Осуществляют это 2-3-кратными прививками при первичной вакцинации и периодическими повторными введениями вакцинного препарата - ревакцинациями.
Однако феномен иммунологической памяти имеет и отрицательные стороны. Например, повторная попытка трансплантировать уже однажды отторгнутую ткань вызывает быструю и бурную реакцию - криз отторжения.
Иммунологическая толерантность - явление, противоположное иммунному ответу и иммунологической памяти. Проявляется она отсутствием специфического продуктивного иммунного ответа организма на антиген в связи с неспособностью его распознавания.
В отличие от иммуносупрессии иммунологическая толерантность предполагает изначальную ареактивность иммунокомпетентных клеток к определенному антигену.
Иммунологическую толерантность вызывают антигены, которые получили название толерогены. Ими могут быть практически все вещества, однако наибольшей толерогенностью обладают полисахариды.
Иммунологическая толерантность бывает врожденной и приобретенной. Примером врожденной толерантности является отсутствие реакции иммунной системы на свои собственные антигены. Приобретенную толерантность можно создать, вводя в организм вещества, подавляющие иммунитет (иммунодепрессанты), или же путем введения антигена в эмбриональном периоде или в первые дни после рождения индивидуума. Приобретенная толерантность может быть активной и пассивной. Активная толерантность создается путем введения в организм толерогена, который формирует специфическую толерантность. Пассивную толерантность можно вызвать веществами, тормозящими биосинтетическую или пролиферативную активность иммунокомпетентных клеток (антилимфоцитарная сыворотка, цитостатики и пр.).
Иммунологическая толерантность отличается специфичностью - она направлена к строго определенным антигенам. По степени распространенности различают поливалентную и расщепленную толерантность. Поливалентная толерантность возникает одновременно на все антигенные детерминанты, входящие в состав конкретного антигена. Для расщепленной, или моновалентной, толерантности характерна избирательная невосприимчивость каких-то отдельных антигенных детерминант.
Степень проявления иммунологической толерантности существенно зависит от ряда свойств макроорганизма и толерогена.
Важное значение в индукции иммунологической толерантности имеют доза антигена и продолжительность его воздействия. Различают высокодозовую и низкодозовую толерантность. Высокодозовую толерантность вызывают введением больших количеств высококонцентрированного антигена. Низкодозовая толерантность, наоборот, вызывается очень малым количеством высокогомогенного молекулярного антигена.
Механизмы толерантности многообразны и до конца не расшифрованы. Известно, что ее основу составляют нормальные процессы регуляции иммунной системы. Выделяют три наиболее вероятные причины развития иммунологической толерантности:
1. Элиминация из организма антигенспецифических клонов лимфоцитов.
2. Блокада биологической активности иммунокомпетентных клеток.
3. Быстрая нейтрализация антигена антителами.
Феномен иммунологической толерантности имеет большое практическое значение. Он используется для решения многих важных проблем медицины, таких как пересадка органов и тканей, подавление аутоиммунных реакций, лечение аллергий и других патологических состояний, связанных с агрессивным поведением иммунной системы.
14 Моноклональные антитела. Каждый В-лимфоцит и его потомки, образовавшиеся в результате пролиферации (т.е. клон), способны синтезировать антитела с паратопом строго определенной специфичности. Такие антитела получили название моноклональных. В природных условиях макроорганизма получить моноклональные антитела практически невозможно. Дело в том, что на одну и ту же антигенную детерминанту одновременно реагируют до 100 различных клонов В-лимфоцитов, незначительно различающихся антигенной специфичностью рецепторов и, естественно, аффинностью. Поэтому в результате иммунизации даже монодетерминантным антигеном мы всегда получаем политональные антитела.
Принципиально получение моноклональных антител выполнимо, если провести предварительную селекцию антителопродуцирующих клеток и их клонирование (т.е. выделение отдельных клонов в чистые культуры). Однако задача осложняется тем, что В-лимфоциты, как и другие эукариотические клетки, имеют ограниченную продолжительность жизни и число возможных митотических делений.
Проблема получения моноклональных антител была успешно решена Д. Келлером и Ц. Милыптейном. Авторы получили гибридные клетки путем слияния иммунных В-лимфоцитов с миеломной (опухолевой) клеткой. Полученные гибриды обладали специфическими свойствами антителопро-дуцента и «бессмертием» раковотрансформированной клетки. Такой вид клеток получил название гибридом. Гибридома хорошо размножается в искусственных питательных средах и в организме животных и в неограниченном количестве вырабатывает антитела. В результате дальнейшей селекции были отобраны отдельные клоны гибридных клеток, обладавшие наивысшей продуктивностью и наибольшей аффинностью специфических антител.
Гибридомы, продуцирующие моноклональые антитела, размножают или в аппаратах, приспособленных для выращивания культур клеток или же вводя их внутрибрюшинно особой линии (асцитным) мышам. В последнем случае моноклональные антитела накапливаются в асцитной жидкости, в которой размножаются губридомы. Полученные как тем, так и другим способом моноклональные антитела подвергают очистке, стандартизации и используют для создания на их основе диагностических препаратов.
Гибридомные моноклональные антитела нашли широкое применение при создании диагностических и лечебных иммунобиологических препаратов.
15 В иммунной системе развитых организмов существует множество способов обнаружения и удаления чужеродных агентов, этот процесс называется иммунным ответом. Все формы иммунного ответа можно разделить на приобретённые и врождённые реакции. Основное различие между ними в том, что приобретённый иммунитет высокоспецифичен по отношению к конкретному типу антигенов и позволяет быстрее и эффективнее уничтожать их при повторном столкновении. Антигенами называют вызывающие специфические реакции организма молекулы, воспринимаемые как чужеродные агенты. Например, у перенёсших ветрянку, корь, дифтерию людей часто возникает пожизненный иммунитет к этим заболеваниям. В случае аутоиммунных реакций антигеном может служить молекула, произведённая самим организмом.
16 Аллергические реакции подразделяют на две большие группы: немедленного и замедленного типа.
Существует более детальная классификация каждого из этих типов аллергических реакций. Наиболее приемлемой, на наш взгляд, является классификация, предложенная Gell и Coombs. По характеру тканевых повреждений аллергические реакции делятся на 4 типа.
Тип I. Реакции анафилактические, или атонические. При этом типе аллергических реакций гуморальные антитела, фиксируясь на поверхности клетки, сенсибилизируют ткани. Комплекс антиген - антитело вызывает повреждение клетки и освобождение из нее ряда биологически активных веществ. На рис. 1 схематически представлен этот тип аллергических реакций. Рис. 1. Циркулирующие антигены. Гуморальные или фиксированные на клетках антитела. Реакция антиген - антитело вызывает освобождение гистамина из клеток.
Изложенное выше касается аллергических реакций немедленного типа, часто протекающих очень бурно. Повреждаются в этих случаях главным образом сосудистый аппарат и гладкомышечные органы. Повреждения носят чаще всего функциональный характер и обратимы.
Эти реакции лежат в основе атопических заболеваний *.
Тип II. Реакции цитотоксические, или цитолитические. При аллергических реакциях этого типа происходит повреждение тканей, связанное с наличием иммунного специфического фактора, т. е. с антителами. Почти всегда при этом в гуморальных средах присутствует комплемент, ответственный за лизис клеток. На рис. 2 схематически изображен механизм этого типа аллергической реакции. Рис. 2. Антиген в виде клеток или гаптенов, фиксированных на форменных элементах. Антитела циркулирующие. Реакция гуморальных антител с антигеном (или гаптеном) вызывает активизацию комплемента, который в свою очередь вызывает лизис клеток.
При этих реакциях предполагают два варианта: 1) антиген является составной частью клетки и расположен на ее поверхности; 2) антиген является чужеродным веществом, очень часто это гаптен, который переносят клетки крови и который в результате биохимических процессов фиксируется на поверхности этих клеток. Циркулирующие антитела реагируют с антигенами, фиксированными на клетках, и вызывают агглютинацию последних. Участие комплемента в этих реакциях вызывает лизис клеток.
Примером реакций первого варианта является гемолиз при добавлении к суспензии эритроцитов специфической антисыворотки. Таков же иммунологический механизм осложнений при переливании несовместимой группы крови: изоантитела соединяются с агглютиногенами несовместимых эритроцитов или эритробластов плода (резус-несовместимость плода и матери). Сюда же относятся некоторые аутоиммунные заболевания: гемолитические анемии, иммунный тиреоидит, асперматогенез, реакции отторжения при гомотрансплантации.
Примером реакции второго варианта являются гемопатии при лекарственной аллергии. Аллергенное вещество фиксируется на поверхности клеток крови; сывороточные антитела, соединяясь с соответствующим антигеном, вызывают разрушение и лизис форменных элементов крови в присутствии комплемента или без него.
19 Анафилактический шок и сывороточная болезнь. Причины возникновения. Механизм. Их предупреждение.
Анафилаксия представляет собой реакцию немедленного типа, возникающую при парентеральном повторном введении антигена в ответ на повреждающее действие комплекса антиген - антитело и характеризующуюся стереотипно протекающей клинической и морфологической картиной.
Основную роль в анафилаксии играет цитотропный IgE, имеющий сродство к клеткам, в частности базофилам и тучным клеткам. После первого контакта организма с антигеном образуется IgE, который вследствие цитотропности адсорбируется на поверхности названных выше клеток. При повторном попадании в организм этого же антигена IgE связывает антиген с образованием на мембране клеток комплекса IgE - антиген. Комплекс повреждает клетки, которые в ответ на это выделяют медиаторы - гистамин и гистаминоподобные вещества (серотонин, кинин). Эти медиаторы связываются рецепторами, имеющимися на поверхности функциональных мышечных, секреторных, слизистых и других клеток, вызывая их соответствующие реакции. Это ведет к сокращению гладкой мускулатуры бронхов, кишечника, мочевого пузыря, повышению проницаемости сосудов и другим, функциональным и морфологическим изменениям, которые сопровождаются клиническим проявлением. Клинически анафилаксия проявляется в виде одышки, удушья, слабости, беспокойства, судорог, непроизвольного мочеиспускания, дефекации и др. Анафилактическая реакция протекает в три фазы: в 1-й фазе происходит сама реакция антиген - антитело; во 2-й фазе выделяются медиаторы анафилактической реакции; в 3-й фазе проявляются функциональные изменения.
Анафилактическая реакция возникает спустя несколько минут или часов после повторного введения антигена. Протекает в виде анафилактического шока или как местные проявления. Интенсивность реакции зависит от дозы антигена, количества образующихся антител, вида животного и может закончиться выздоровлением или смертью. Анафилаксию легко можно вызвать в эксперименте на животных. Оптимальной моделью для воспроизведения анафилаксии является морская свинка. Анафилаксия может возникать на введение любого антигена любым способом (подкожно, через дыхательные пути, пищеварительный тракт) при условии, что антиген вызывает образование иммуноглобулинов. Доза антигена, вызывающая сенсибилизацию, т. е. повышенную чувствительность, называется сенсибилизирующей. Она обычно очень мала, так как большие дозы могут вызвать не сенсибилизацию, а развитие иммунной защиты. Доза антигена, введенная уже сенсибилизированному к нему животному и вызывающая проявление анафилаксии, называется разрешающей. Разрешающая доза должна быть значительно больше, чем сенсибилизирующая.
Состояние сенсибилизации после встречи с антигеном сохраняется месяцами, иногда годами; интенсивность сенсибилизации можно искусственно уменьшить введением малых разрешающих доз антигена, которые связывают и выводят из циркуляции в организме часть антител. Этот принцип был использован для десенсибилизации (гипосенсибилизации), т.е. предупреждения анафилактического шока при повторных введениях антигена. Впервые способ десенсибилизации предложил русский ученый А. Безредка (1907), поэтому он называется способом Безредки. Способ состоит в том, что человеку, ранее получавшему какой-либо антигенный препарат (вакцину, сыворотку, антибиотики, препараты крови и др.), при повторном введении (при наличии у него повышенной чувствительности к препарату) вначале вводят небольшую дозу (0,01; 0,1 мл), а затем, через 1-1"/2 ч, - основную. Таким приемом пользуются во всех клиниках для избежания развития анафилактического шока; этот прием является обязательным.
Возможен пассивный перенос анафилаксии с антителами.
Сывороточной болезнью называют реакцию, возникающую при разовом парентеральном введении больших доз сывороточных и других белковых препаратов. Обычно реакция возникает спустя 10-15 сут. Механизм сывороточной болезни связан с образованием антител против введенного чужеродного белка (антигена) и повреждающим действием на клетки комплексов антиген - антитело. Клинически сывороточная болезнь проявляется отеком кожи и слизистых оболочек, повышением температуры тела, припуханием суставов, сыпью и зудом кожи; наблюдаются изменения в крови (увеличение СОЭ, лейкоцитоз и др.). Сроки проявления и тяжесть сывороточной болезни зависят от содержания циркулирующих антител и дозы препарата. Это объясняется тем, что ко 2-й неделе после введения белков сыворотки вырабатываются антитела к белкам сыворотки и образуется комплекс антиген - антитело. Профилактика сывороточной болезни осуществляется по способу Безредки.
20 Аллергия – это состояние повышенной чувствительности организма к повторной сенсибилизации антигенами.
Аллергия возникает на повторное внедрение аллергена. Аллергены – это антигены, на которые в организме возникает аллергическая реакция. Аллергены могут иметь различное происхождение:
1) бытовыми;
2) лекарственными;
3) животного происхождения;
4) растительными;
5) пищевыми;
6) инфекционными.
Классификаци
I. Экзогенные аллергены (попадают в организм извне):
1. инфекционные - вирусы, бактерии, грибки и продукты их жизнедеятельности;
2. неинфекционные аллергены:
Биологические (вакцины, шерсть животных и т. д.);
Лекарственные (ацетилсалициловая кислота, сульфаниламиды);
Бытовые (домашняя пыль);
Пыльцевые (пыльца животных);
Пищевые (некоторые виды пищи);
Промышленные (стиральные порошки, красители).
II. Эндогенные аллергены (аутоаллергены) - образуются в самом организме в результате воздействия повреждающего агента (ожоги, воспаления). Образование эндогенных аллергенов лежит в основе аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит, системная красная волчанка.
21 Клиническая иммунология - это клиническая и лабораторная дисциплина, занимающаяся изучением вопросов диагностики и лечения больных с различными заболеваниями и патологическими состояниями, в основе которых лежат иммунологические механизмы, а также состояниями, в терапии и профилактике которых иммунопрепараты играют ведущую роль.
Иммунный статус - это структурное и функциональное состояние иммунной системы индивидуума, определяемое комплексом клинических и лабораторных иммунологических показателей.
Таким образом, иммунный статус характеризует анатомо-функциональное состояние иммунной системы, т. е. ее способность к иммунному ответу на определенный антиген в данный момент времени.
На иммунный статус оказывают влияние следующие факторы:
Климато-географические; социальные; экологические (физические, химические и биологические); «медицинские» (влияние лекарственных веществ, оперативные вмешательства, стресс и т. д.).
Среди климато-географических факторов на иммунный статус оказывают влияние температура, влажность, солнечная радиация, длина светового дня и др. Например, фагоцитарная реакция и кожные аллергические пробы менее выражены у жителей северных регионов, чем у южан. Вирус Эпштейна-Барр у людей белой расы вызывает инфекционное заболевание - мононуклеоз, у лиц негроидной расы - онкопатологию (лимфома Беркитта), а у лиц желтой расы - совсем другую онкопатологию (назофарингеальная карцинома), причем только у мужчин. Жители Африки менее подвержены заболеванию дифтерией, чем европейское население.
К социальным факторам, оказывающим влияние на иммунный статус, относятся питание, жилищно-бытовые условия, профессиональные вредности и т. п. Важное значение имеет сбалансированное и рациональное питание, поскольку с пищей в организм поступают вещества, необходимые для синтеза иммуноглобулинов, для построения иммунокомпетентных клеток и их функционирования. Особенно важно, чтобы в рационе присутствовали незаменимые аминокислоты и витамины, особенно А и С.
Значительное влияние на иммунный статус организма оказывают жилищно-бытовые условия. Проживание в плохих жилищных условиях ведет к снижению общей физиологической реактивности, соответственно иммунореактивности, что нередко сопровождается повышением уровня инфекционной заболеваемости.
Большое влияние на иммунный статус оказывают профессиональные вредности, поскольку человек проводит на работе значительную часть своей жизни. К производственным факторам, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на организм и снижать иммунореактивность, относят ионизирующую радиацию, химические вещества, микробы и продукты их жизнедеятельности, температуру, шум, вибрацию и т. д. Источники радиации получили в настоящее время очень широкое распространение в различных отраслях промышленности (энергетика, горнохимическая, аэрокосмическая и др.).
Неблагоприятное влияние на иммунный статус оказывают соли тяжелых металлов, ароматические, алкилирующие соединения и другие химические вещества, в том числе моющие средства, дезинфектанты, пестициды, ядохимикаты, широко применяемые в практике. Таким профессиональным вредностям подвержены работники химических, нефтехимических, металлургических производств и др.
Неблагоприятное влияние на иммунный статус организма оказывают микробы и продукты их жизнедеятельности (чаще всего белки и их комплексы) у работников биотехнологических производств, связанных с производством антибиотиков, вакцин, ферментов, гормонов, кормового белка и др.
Такие факторы, как низкая или высокая температура, шум, вибрация, недостаточная освещенность, могут снижать иммунореак, оказывая опосредованное действие на иммунную систему через нервную и эндок системы, которые находятся в тесной взаимосвязи с иммунной системой.
Глобальное действие на иммунный статус человека оказывают экологические факторы, в первую очередь, загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами (отработанным топливом из ядерных реакторов, утечка радионуклидов из реакторов при авариях), широкое применение пестицидов в сельском хозяйстве, выбросами химических предприятий и автотранспорта, биотехнологических производств.
На иммунный статус оказывают влияние различные диагностические и лечебные медицинские манипуляции, лекарственная терапия, стресс. Необоснованное и частое применение рентгенографии, радиоизотопного сканирования может влиять на иммунную систему. Иммунореактивность изменяется после травм и хирургических операций. Многие лекарственные препараты, в том числе антибиотики, способны оказывать побочное иммунодепрессивное действие, особенно при длительном приеме. Стресс приводит к нарушениям в работе Т-системы иммунитета, действуя, в первую очередь, через ЦНС.
Оценка иммунного статуса: основные показатели и методы их определения.
Несмотря на вариабельность иммунологических показателей в норме, иммунный статус можно определить путем постановки комплекса лабораторных тестов, включающих оценку состояния факторов неспецифической резистентности, гуморального (В-система) и клеточного (Т-система) иммунитета.
Оценка иммунного статуса проводится в клинике при трансплантации органов и тканей, аутоиммунных заболеваниях, аллергиях, для выявления иммунологической недостаточности при различных инфекционных и соматических заболеваниях, для контроля эффективности лечения болезней, связанных с нарушениями иммунной системы. В зависимости от возможностей лаборатории оценка иммунного статуса чаше всего базируется на определении комплекса следующих показателей:
1) общего клинического обследования;
2) состояния факторов естественной резистентности;
3) гуморального иммунитета;
4) клеточного иммунитета;
При общем клиническом обследовании учитывают жалобы пациента, анамнез, клинические симптомы, результаты общего анализа крови (включая абсолютное число лимфоцитов), данные биохимического исследования.
Гуморальный иммунитет определяют по уровню иммуноглобулинов классов G, M, A, D, Е в сыворотке крови, количеству специфических антител, катаболизму иммуноглобулинов, гиперчувствительности немедленного типа, показателю В-лимфоцитов в периферической крови, бласттрансформации В-лимфоцитов под действием В-клеточных митогенов и другим тестам.
Состояние клеточного иммунитета оценивают по количеству Т-лимфоцитов, а также субпопуляций Т-лимфоцитов в периферической крови, бласттрансформации Т-лимфоцитов под действием Т-клеточных митогенов, определению гормонов тимуса, уровню секретируемых цитокинов, а также постановкой кожных проб с аллергенами, контактной сенсибилизацией динитрохлорбензолом. Для постановки кожных аллергических проб используются антигены, к которым в норме должна быть сенсибилизация, например проба Манту с туберкулином. Способность организма к индукции первичного иммунного ответа может дать контактная сенсибилизация динитрохлорбензолом.
В качестве дополнительных тестов для оценки иммунного статуса можно использовать такие тесты, как определение бактерицидности сыворотки крови, титрование СЗ-, С4-компонентов комплемента, определение содержания С-реактивного белка в сыворотке крови, определение ревматоидных факторов и других аутоантител.
Таким образом, оценка иммунного статуса проводится на основании постановки большого числа лабораторных тестов, позволяющих оценить состояние как гуморального и клеточного звеньев иммунной системы, так и факторов неспецифической резистентности. Все тесты разделены на две группы: тесты 1-го и 2-го уровня. Тесты 1-го уровня могут быть выполнены в любой клинической иммунологической лаборатории первичного звена здравоохранения, они используются для первичного выявления лиц с явно выраженной иммунопатологией. Для более точной диагностики используются тесты 2-го уровня.
25 Инактивированные (убитые, корпускулярные или молекулярные) вакцины – препараты, в качестве действующего начала включающие убитые химическим или физическим способом культуры патогенных вирусов или бактерий, (клеточные, вирионные) или же извлечённые из патогенных микробов комплексы антигенов, содержащие в своём составе проективные антигены (субклеточные, субвирионные вакцины).
Для выделения из бактерий и вирусов антигенных комплексов (гликопротеинов, ЛПС, белков) применяют трихлоруксусную кислоту, фенол, ферменты, изоэлектрическое осаждение.
Их получают путем выращивания патогенных бактерий и вирусов на искусственных питательных средах, инактивируют, выделяют антигенные комплексы, очищают, конструируют в виде жидкого или лиофильного препарата.
Преимуществом данного типа вакцин является относительная простота получения (не требуется длительного изучения и выделения штаммов). К недостаткам же относятся низкая иммуногенность, потребность в трехкратном применении и высокая реактогенность формализированных вакцин. Так же, по сравнению с живыми вакцинами, иммунитет, вызываемый ими, непродолжителен.
В настоящее время применяются следующие убитые вакцины: брюшнотифозная, обогащенная Vi антигеном; холерная вакцина, коклюшная вакцина.
26 Действующим началом этого типа препаратов являются протективные антигены бактерий, полученные путем воздействия ультразвука на бактериальные клетки.
Главным преимуществом данного типа вакцин является их низкая реактогеннность.
Адьюванты применяются для усиления иммуногенности вакцин. В качестве адъювантов используют минеральные сорбенты (гели гидрата окиси и фосфата аммония), полимеры, и др. хим. соединения, бактерии и компоненты бактерий, липиды, вещества, вызывающие воспалительную реакцию. Они действуют на антиген и организм в целом. Действие на антиген сводится к укрупнению молекул антигена, т. е. превращению растворимых антигенов в корпускулярные, в результате чего антиген лучше захватывается иммунокомпетентными клетками. При воздействии на организм в месте инъекции адьюванты вызывают воспалительный процесс образование фиброзной капсулы, что способствует более длительному сохранению антигена в «депо» и суммации антигенных раздражений. Адьюванты так же непосредственно активируют пролиферацию В, Т и А систем иммунитета.
Динамика образования антител имеет различный характер в зависимости от силы антигенного воздействия (дозы антигена), частоты воздействия антигена и его иммунной системы. Антителообразование протекает в несколько стадий:
1) латентная фаза - происходит переработка и представление антигена иммунокомпетентным клеткам и размножение клона плазматических клеток. Начинается синтез антител. В этом периоде антитела в крови не обнаруживаются;
2) логарифмическая фаза - синтезированные антитела высвобождаются из плазмоцитов и поступают в лимфу и кровь;
3) стационарная фаза - количество антител достигает максимума и стабилизируется;
4) фаза снижения уровня антител.
При первичном введении антигена (первичный иммунный ответ) латентная фаза составляет 3-5 суток, стационарная - 15-30 суток, фаза снижения - 1-6 месяцев и более.
Особенностью первичного иммунного ответа является то, что первоначально синтезируется IgM, затем IgG, а позже IgA.
Основные отличия вторичного ответа от первичного следующие:
Укороченный латентный период (до нескольких часов или 1-2 дня); более быстрый подъем и более высокий уровень концентрации антител (максимальная концентрация увеличивается в 3 раза); медленное снижение уровня антител, иногда в течение нескольких лет; синтезируется главным образом IgG.
Такое различие антителообразования при первичном и вторичном иммунном ответе объясняется тем, что после первичного введения антигена в иммунной системе формируется клон лимфоцитов с иммунологической памятью о данном антигене. После повторной встречи с этим же антигеном клон лимфоцитов с иммунологической памятью быстро размножается и интенсивно включает процесс антителогенеза.
Очень быстрое энергичное антителообразование при повторной встрече с антигеном используется для получения высоких титров антител при производстве диагностических и лечебных сывороток от иммунизированных животных, а также для экстренного создания иммунитета при вакцинации.
18.ХАРАКТЕРИСТИКА ГУМОРАЛЬНОГО И КЛЕТОЧНОГО ИММУННОГО ОТВЕТА.
Принято различать следующие формы иммунного ответа: 1) гуморальный ответ, 2) клеточный ответ, 3) гиперчувствительность немедленного типа, 4) гиперчувствительность замедленного типа; 5) иммунологическая память; 6) иммунологическая толерантность.
Иммунный ответ происходит в результате взаимодействия АПК (дендритных клеток, макрофагов), Т- и В-лимфоцитов, цитокинов. Он включает: 1) распознавание антигена; 2) активация клеток; 3) их дифференцировка и пролиферация.
Клетки взаимодействуют: 1) при контакте через специальные рецепторы на мембране клеток; 2) при помощи цитокинов .
Гуморальный иммунный ответ (антителообразование) . Основой гуморального иммунного ответа является активация В-лимфоцитов и их дифференцировка в антителообразующие плазматические клетки – плазмоциты.
В нем участвуют В-лимфоциты и Т H 2-хелперы .
В-лимфоциты играют роль антигенпрезентирующей и антителообразующей клетки.
Т H 2-хелперы дифференцируются из Т H 0-хелперов (наивных, нулевых) после распознавания комплекса антиген -MHC II класса на антигенпрезентирующих клетках (АПК, например, макрофагах).
Презентация макрофагами данного комплекса Т H 0-хелперам включает:
1) поглощение антигена и его расщепление (процессинг) до антигенных пептидов;
2) связывание антигенных пептидов с молекулами MHC II класса, образующимися внутри клетки («загрузка» в желобки молекул МНС);
3) выход комплекса антиген -MHC II класса на поверхность клетки для контакта с TCR Т H 0-хелпера.
При презентации антигена формируется иммунный синапс – зона (место)контакта между клетками для распознавания антигена и проведения сигнала в клетку. Включает: TCR (на Т H 0) + антиген - MHC II класса (на макрофаге)+ корецептор СД4 (на Т H 0). Таким образом, TCR распознает измененное «свое», осуществляя двойное распознавание «своего» от «чужого». При этом TCR одного лимфоцита распознают только один антиген. Т H 0-хелпер превращается в Т H 2-хелпер .
После этого Т H 2-хелперы взаимодействуют с В-лимфоцитами. В-лимфоцит распознает антиген при помощи BCR (иммуноглобулиновый рецептор) и клетка поглощает его. После расщепления антигена до низкомолекулярного пептида (процессинга ) и встраивания его в MHC II класса, В-лимфоцит представляет комплекс антиген -MHC II класса Т H 2-хелперу, который взаимодействует с ним при помощи TCR и корецептораСД4. Иммунный синапс включает: TCR (на Т H 2)+ антиген - MHC II класса (на В-лимфоците) +корецептор СД4 (на Т H 2). Далее, на поверхности Т H 2-хелпера появляется СД40-лиганд, который связывается с СД40-рецептором на В-лимфоците. После чего запускается пролиферация, дифференцировка клеток в плазмоциты, синтезирующие иммуноглобулины различных классов. Пролиферация В-лимфоцитов усиливается под воздействием ИЛ-3. Интерлейкины (ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-13), продуцируемые Т H 2, участвуют в переключении синтеза классов иммуноглобулинов. Плазмоциты синтезируют антитела одной специфичности.
Образовавшиеся антитела специфически связываются с антигенами, вызвавшими их образование - формируются комплексы антиген-антитело . Комплексы антиген-антитело разрушаются при помощи комплемента (за счет образования МАК) или поглощаются и перевариваются макрофагами (иммунный фагоцитоз).
На поверхности одного микроба может быть множество различных антигенов, поэтому обычно вырабатывается целая серия антител, каждое из которых при этом направлено на определенный антиген.
Клеточный иммунный ответ - формирование клона цитотоксических Т-лимфоцитов – ЦТЛ (СД8), способных разрушать клетки мишени, мембраны которых содержат чужеродные материалы (например, вирусные белки).
Клеточный иммунный ответ лежит в основе противоопухолевого, противовирусного иммунитета и в реакциях отторжения трансплантата, т.е. трансплантационного иммунитета.
В клеточном иммунном ответе участвуют Т H 1-хелперы, ЦТЛ и АПК. Антигепрезентирующие клетки – АПГ (макрофаги и дендритные клетки) поглощают антиген и после процессинга представляют:
1) комплекс антиген -MHC I класса ® ЦТЛ; иммунный синапс включает: TCR (на ЦТЛ)+ антиген - MHC I класса (на макрофаге)+ корецептор СД8 (на ЦТЛ);
2) комплекс антиген-MHC II класса ® Т H 0;иммунный синапс включает:TCR (на Т H 0) + антиген-MHC II класса (на макрофаге)+ корецептор СД4 (на Т H 0) (как и при гуморальном иммунном ответе, но при этом Т H 0 ® Т H 1).
Таким образом, ЦТЛ с помощьюTCR и корецептора СД8 распознает антиген и MHC I класса (двойное распознавание), а Т H 0 с помощьюTCR и корецептора СД4 распознает антиген и MHC II класса и дифференцируются в Т H 1. Т H 1 секретируют ИЛ-2, под действием которого происходит пролиферация ЦТЛ. После чего ЦТЛ «узнают» клетки-мишени, инфицированные внутриклеточными микробами (например, вирусами). На клетках-мишенях выставляются микробные антигены в комплексе с MHC I класса, распознаваемые TCR и корецептором СД8. Активированные и дифференцированные ЦТЛ вызывают гибель клеток-мишеней с помощью выделяемых имицитотоксических белков: перфорины, гранулизины, гранзимы , которые, встраиваясь в мембрану клетки-мишени, образуют поры, способствующие проникновению гранзимов, которые запускают апоптоз клетки-мишени.
Разновидностью клеточного иммунного ответа является гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ) с участиемТ H 1-хелперов и активированных макрофагов. Наибольшую роль в активации макрофагов и NK-клеток выполняет γ-интерферон, выделяемый Т H 1. Активированные макрофаги производят эффективную деструкцию антигена.
Иммуноглобулины синтезируются плазматическими клетками, которые образуются из трансформированных, стимулированных антигеном B-лимфоцитов (B-иммунобластов). Все молекулы иммуноглобулинов, синтезированных отдельной плазматической клеткой, идентичны и имеют специфическую реактивность против единственной антигенной детерминанты. Аналогично, все плазматические клетки, полученные путем трансформации и пролиферации одного B-лимфоцита-предшественника, идентичны; то есть, они составляют клон. Молекулы иммуноглобулинов, синтезированные клетками различных клонов плазматических клеток, имеют различные последовательности аминокислот, что обусловливает различную третичную структуру молекул и придает иную специфичность антителу, то есть, они реагируют с разными антигенами. Эти различия в последовательности аминокислот происходят в так называемом V (вариабельном, переменном) участке молекулы иммуноглобулина.
Регулирование производства антител: производство антител начинается после активации B-клеток антигеном. Максимальная концентрация антител в сыворотке наблюдается с 1 по 2 неделю и затем начинает снижаться. Непрерывное присутствие свободного антигена поддерживает ответ до тех пор, пока увеличение уровня антител не приведет к усиленному удалению антигена и, таким образом, прекращению стимуляции B-клеток. Существуют также более тонкие механизмы регуляции синтеза иммуноглобулинов. T-хелперы (CD4-позитивные) играют важную роль в регуляции ответа В-клеток на большое количество антигенов и их постоянное присутствие увеличивает производство антител. Этот эффект возникает благодаря высвобождению лимфокинов. T-супрессоры (CD8-позитивные) оказывают противоположное влияние, вызывая снижение иммунного ответа; сильное подавление ответа может быть одним из механизмов, лежащих в основе толерантности. Одним из дополнительных регулирующих механизмов является выработка анти-идиотипов (т.е. антител против собственных антител (аутоантител)). Предполагается, что при иммунном ответе производство специфического антитела обязательно сопровождается производством второго антитела (анти-идиотипного) со специфичностью против вариабельных (V) последовательностей (идиотипов или антиген-связывающих участков) первого антитела. Анти-идиотипное антитело способно к распознаванию идиотипов на антигенном рецепторе B-клеток (который построен из иммуноглобулина, идентичного по строению идиотипу первого антитела), таким образом, оно конкурирует с антигеном и служит для ингибирования активации B-клетки.
Следует отметить, что иммуноглобулины синтезируются не только при инфекционных заболеваниях. Они продуцируются непрерывно у каждого здорового человека. В результате в организме людей имеется определенный уровень различных видов антител, практически против всех микробных антигенов, в том числе и против тех возбудителей, с которыми они никогда не встречались. Это объясняется тем, что способность организма к синтезу антител выработалась у людей в процессе эволюционного развития и является генетически обусловленной. Эти антитела (иммуноглобулины) носят название нормальных. Нормальные антитела играют большую роль в защите организма от инфекции в момент внедрения возбудителей в организм, а также в начальный период болезни (т. е. тогда, когда иммунные реакции на инфекцию еще не успели сформироваться). Обычно первые проявления инфекционного иммунитета появляются не раньше 4-го дня с момента заболевания и достигают максимальной выраженности на 14 сутки и позже.
Заслуживает отдельного внимания тот факт, что продуцируемые подэпителиально расположенными лимфоцитами антитела секретируются не в кровь, а на поверхность слизистых оболочек. В то же время циркулирующие в крови антитела в норме не проникают на поверхность слизистых оболочек. Следовательно, лимфоидные клетки слизистых оболочек в значительной мере функционируют автономно. Секретируемые ими антитела образуют первую линию защиты организма от возбудителей инфекционных заболеваний.
Первичный ответ- при первичном контакте с возбудителем (антигеном), вторичный- при повторном контакте. Основные отличия:
Продолжительность скрытого периода (больше- при первичном);
Скорость нарастания антител (быстрее- при вторичном);
Количество синтезируемых антител (больше- при повторном контакте);
Последовательность синтеза антител различных классов (при первичном более длительно преобладают IgM, при вторичном- быстро синтезируются и преобладают IgG- антитела).
Вторичный иммунный ответ обусловлен формированием клеток иммунной памяти. Пример вторичного иммунного ответа- встреча с возбудителем после вакцинации.
Роль антител в формировании иммунитета.
Антитела имеют важное значение в формировании приобретенного постинфекционного и поствакцинального иммунитета.
1. Связываясь с токсинами, антитела нейтрализуют их, обеспечивая антитоксический иммунитет.
2. Блокируя рецепторы вирусов, антитела препятствуют адсорбции вирусов на клетках, участвуют в противовирусном иммунитете.
3. Комплекс антиген- антитело запускает классический путь активации комплемента с его эффекторными функциями (лизис бактерий, опсонизация, воспаление, стимуляция макрофагов).
4. Антитела принимают участие в опсонизации бактерий, способствуя более эффективному фагоцитозу.
5. Антитела способствуют выведению из организма (с мочой, желчью) растворимых антигенов в виде циркулирующих иммунных комплексов.
IgG принадлежит наибольшая роль в антитоксическом иммунитете, IgM- в антимикробном иммунитете (фагоцитоз корпускулярных антигенов), особенно в отношении грамотрицательных бактерий, IgA- в противовирусном иммунитете (нейтрализация вирусов), IgAs- в местном иммунитете слизистых оболочек, IgE- в реакциях гиперчувствительности немедленного типа.
Лекция № 13. Т- и В- лимфоциты. Рецепторы, субпопуляции. Кооперация клеток в иммунном ответе.(4)
К клеткам иммунной системы относят лимфоциты, макрофаги и другие антиген- представляющие клетки (А- клетки, от англ. accessory- вспомогательный), а также так называемую третью популяцию клеток (т.е. клеток, не имеющих основных поверхностных маркеров Т- и В- лимфоцитов, А- клеток).
По функциональным свойствам все иммунокомпетентные клетки разделяют на эффекторные и регуляторные. Взаимодействие клеток в иммунном ответе осуществляется с помощью гуморальных медиаторов - цитокинов . Основные клетки иммунной системы- Т- и В- лимфоциты.
Лимфоциты.
В организме лимфоциты постоянно рециркулируют между зонами скопления лимфоидной ткани. Расположение лимфоцитов в лимфоидных органах и их миграция по кровеносному и лимфатическому руслу строго упорядочены и связаны с функциями различных субпопуляций.
Лимфоциты имеют общую морфологическую характеристику, однако их функции, поверхностные CD (от claster differenciation) маркеры, индивидуальное (клональное) происхождение, различны.
По наличию поверхностных CD маркеров лимфоциты разделяют на функционально различные популяции и субпопуляции, прежде всего на Т- (тимусзависимые , прошедшие первичную дифференцировку в тимусе) лимфоциты и В - (bursa- зависимые, прошедшие созревание в сумке Фабрициуса у птиц или его аналогах у млекопитающих) лимфоциты.
Т- лимфоциты .
Локализация.
Обычно локализуются в так называемых Т- зависимых зонах периферических лимфоидных органов (периартикулярно в белой пульпе селезенки и паракортикальных зонах лимфоузлов).
Функции.
Т- лимфоциты распознают процессированный и представленный на поверхности антиген- представляющих (А) клеток антиген. Они отвечают за клеточный иммунитет , иммунные реакции клеточного типа. Отдельные субпопуляции помогают В- лимфоцитам реагировать на Т- зависимые антигены выработкой антител.
Происхождение и созревание.
Родоначальницей всех клеток крови, в том числе лимфоцитов, является единая стволовая клетка костного мозга . Она генерирует два типа клеток- предшественников- лимфоидную стволовую клетку и предшественника клеток красной крови, от которой происходят и клетки- предшественники лейкоцитов и макрофагов.
Образование и созревание иммунокомпетентных клеток осуществляется в центральных органах иммунитета (для Т- лимфоцитов- в тимусе). Клетки- предшественники Т- лимфоцитов попадают в тимус, где пре- Т- клетки (тимоциты) созревают, пролиферируют и проходят дифференцировку на отдельные субклассы в результате взаимодействия с эпителиальными и дендритными клетками стромы и воздействия гормоноподобных полипептидных факторов, секретируемых эпителиальными клетками тимуса (альфа1- тимозин, тимопоэтин, тимулин и др.).
При дифференцировке Т- лимфоциты приобретают определенный набор мембранных CD- маркеров. Т-клетки разделяют на субпопуляции в соответствии с их функцией и профилем CD- маркеров.
Т- лимфоциты распознают антигены с помощью двух типов мембранных гликопротеинов- Т- клеточных рецепторов (семейство Ig- подобных молекул) и CD3 , нековалентно связанных между собой. Их рецепторы, в отличие от антител и рецепторов В- лимфоцитов, не распознают свободно циркулирующие антигены. Они распознают пептидные фрагменты, представляемые им А- клетками через комплекс чужеродных веществ с соответствующим белком главной системы гистосовместимости 1 и 2 класса.
Выделяют три основные группы Т- лимфоцитов- помощники (активаторы), эффекторы, регуляторы .
Первая группа- помощники ( активаторы ) , в состав которых входят Т- хелперы1, Т- хелперы2, индукторы Т- хелперов, индукторы Т- супрессоров.
1. Т- хелперы1 несут рецепторы CD4 (как и Т- хелперы2) и CD44, отвечают за созревание Т- цитотоксических лимфоцитов (Т- киллеров), активируют Т- хелперы2 и цитотоксическую функцию макрофагов, секретируют ИЛ-2, ИЛ-3 и другие цитокины.
2. Т- хелперы2 имеют общий для хелперов CD4 и специфический CD28 рецепторы, обеспечивают пролиферацию и дифференцировку В- лимфоцитов в антителпродуцирующие (плазматические) клетки, синтез антител, тормозят функцию Т- хелперов1, секретируют ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-6.
3. Индукторы Т- хелперов несут CD29, отвечают за экспрессию антигенов HLA класса 2 на макрофагах и других А- клетках.
4. Индукторы Т- супрессоров несут CD45 специфический рецептор, отвечают за секрецию ИЛ-1 макрофагами, активацию дифференцировки предшественников Т- супрессоров.
Вторая группа- Т- эффекторы. В нее входит только одна субпопуляция.
5. Т- цитотоксические лимфоциты (Т- киллеры). Имеют специфический рецептор CD8, лизируют клетки- мишени, несущие чужеродные антигены или измененные аутоантигены (трансплантант, опухоль, вирус и др.). ЦТЛ распознают чужеродный эпитоп вирусного или опухолевого антигена в комплексе с молекулой класса 1 HLA в плазматической мембране клетки- мишени.
Третья группа- Т-клетки- регуляторы. Представлена двумя основными субпопуляциями.
6. Т- супрессоры имеют важное значение в регуляции иммунитета, обеспечивая подавление функций Т- хелперов 1 и 2, В- лимфоцитов. Имеют рецепторы CD11, CD8. Группа функционально разнородна. Их активация происходит в результате непосредственной стимуляции антигеном без существенного участия главной системы гистосовместимости.
7. Т- контсупрессоры. Не имеют CD4, CD8, имеют рецептор к особому лейкину. Способствуют подавлению функций Т- супрессоров, вырабатывают резистентность Т- хелперов к эффекту Т- супрессоров.
В- лимфоциты.
Существует несколько подтипов В- лимфоцитов. Основная функция В- клеток- эффекторное участие в гуморальных иммунных реакциях, дифференциация в результате антигенной стимуляции в плазматические клетки, продуцирующие антитела.
Образование В- клеток у плода происходит в печени, в дальнейшем- в костном мозге. Процесс созревания В- клеток осуществляется в две стадии- антиген - независимую и антиген - зависимую.
Антиген -независимая фаза. В- лимфоцит в процессе созревания проходит стадию пре- В- лимфоцита- активно пролиферирующей клетки, имеющей цитоплазменные H- цепи типа C мю (т.е. IgM). Следующая стадия- незрелый В- лимфоцит характеризуется появлением мембранного (рецепторного) IgM на поверхности. Конечная стадия антигеннезависимой дифференцировки- образование зрелого В- лимфоцита , который может иметь два мембранных рецептора с одинаковой антигенной специфичностью (изотипа) - IgM и IgD. Зрелые В- лимфоциты покидают костный мозг и заселяют селезенку, лимфоузлы и другие скопления лимфоидной ткани, где их развитие задерживается до встречи со “своим” антигеном, т.е. до осуществления антиген- зависимой дифференцировки.
Антиген- зависимая дифференцировка включает активацию, пролиферацию и дифференцировку В- клеток в плазматические клетки и В- клетки памяти. Активация осуществляется различными путями, что зависит от свойств антигенов и участия других клеток (макрофагов, Т- хелперов). Большинство антигенов, индуцирующих синтез антител, для индукции иммунного ответа требуют участия Т- клеток- тимус- зависимые пнтигены. Тимус- независимые антигены (ЛПС, высокомолекулярные синтетические полимеры) способны стимулировать синтез антител без помощи Т- лимфоцитов.
В- лимфоцит с помощью своих иммуноглобулиновых рецепторов распознает и связывает антиген. Одновременно с В- клеткой антиген по представлению макрофага распознается Т- хелпером (Т- хелпером 2), который активируется и начинает синтезировать факторы роста и дифференцировки. Активированный этими факторами В- лимфоцит претерпевает ряд делений и одновременно дифференцируется в плазматические клетки, продуцирующие антитела.
Пути активации В- клеток и кооперации клеток в иммунном ответе на различные антигены и с участием популяций имеющих и не имеющих антиген Lyb5 популяций В- клеток отличаются. Активация В- лимфоцитов может осуществляться:
Т- зависимым антигеном при участии белков МНС класса 2 Т- хелпера;
Т- независимым антигеном, имеющим в составе митогенные компоненты;
Поликлональным активатором (ЛПС);
Анти- мю иммуноглобулинами;
Т- независимым антигеном, не имеющим митогенного компонента.
Похожая информация.
