21.04.20
Работу выполнила : "Печерская В.М 202 Пед.фак"
Пункт 6. Тестовый контроль итоговый :
1- А
2- Г
3 - Г
4 - Г
5 - Г
6 - Г
7 - Г
8 - Г
9 - Г
10 - Г
Пункт 7.1. Ответы на контрольные вопросы :
1. . Центральные и периферические органы, их функции?
Ответ :
- Центральными органами иммунной системы являются костный мозг и вилочковая железа (тимус). Это органы воспроизведения и селекции клеток иммунной системы. Здесь происходит лимфопоэз — рождение, размножение (пролиферация) и дифференцировка лимфоцитов до стадии предшественников или зрелых неиммунных (наивных) клеток, а также их «обучение».
- К периферическим органам иммунной системы относят селезенку, аппендикс, печень, миндалины глоточного кольца, групповые лимфоидные фолликулы, лимфатические узлы, кровь, лимфа и др. В этих органах локализуются иммунокомпетентные клетки, которые непосредственно осуществляют иммунный надзор. Здесь также проходит иммуногенез — размножение и окончательная дифференцировка их предшественников.
2. Иммунокомпетентные клетки, их функция, назначение, кооперация.
Ответ :
Иммунокомпетентные клетки- клетки, способные специфически распознавать антиген и отвечать на него иммунной реакцией.
Такими клетками являются Т- и В-лимфоциты (тимусзависимые и костномозговые лимфоциты), которые под влиянием чужеродных агентов дифференцируются в сенсибилизированный лимфоцит и плазматическую клетку.
Функции :
1. Распознание чужеродной антигенной структуры и запуск команды для начала иммунного ответа (АГ-реактивные лимфоциты и клетки иммунологической памяти)
2. Выработка антител и цитотоксический эффект на чужеродные клетки (АТ-продуценты и киллеры)
3. Усиление эффекта иммунного ответа за счет вовлечения других разновидностей лейкоцитов (эффекторы)
4. Усиление действия других лимфоцитов (хелперы)
5. Ограничение интенсивности и завершение иммунного ответа (супрессоры)
Кооперация иммунокомпетентных клеток.
В формировании иммунного ответа включаются все звенья иммунной системы: системы макрофагов, Т- и В- лимфоцитов, комплемента, интерферонов и главная система гистосовместимости.
Выделяют следующие этапы межклеточной кооперации:
1. Поглощение и процессинг антигена макрофагом.
2. Представление процессированного антигена макрофагом с помощью белка главной системы гистосовместимости класса 2 Т- хелперам.
3. Узнавание антигена Т- хелперами и их активация.
4. Узнавание антигена и активация В- лимфоцитов.
5. Дифференциация В- лимфоцитов в плазматические клетки, синтез антител.
6. Взаимодействие антител с антигеном, активация систем комплемента и макрофагов, интерферонов.
7. Представление при участии белков МНС класса 1 чужеродных антигенов Т- киллерам, разрушение инфицированных чужеродными антигенами клеток Т- киллерами.
8. Индукция Т- и В- клеток иммунной памяти, способных специфически распознавать антиген и участвовать во вторичном иммунном ответе ( антигенстимулированные лимфоциты).
3. Характеристика Т- и В-лимфоцитов, их субпопуляций, назначение, определение, оценка.
Ответ : 1. Т-лимфоциты – это сложная по составу группа клеток, которая происходит от полипотентной стволовой клетки костного мозга, а созревает и дифференцируется в тимусе из предшественников. Т-лимфоциты разделяются на две субпопуляции: иммунорегуляторы и эффекторы. Задачу регуляции иммунного ответа выполняют Т-хелперы. Эффекторную функцию осуществляют Т-киллеры и естественные киллеры. В организме Т-лимфоциты обеспечивают клеточные формы иммунного ответа, определяют силу и продолжительность иммунной реакции.
2. B-лимфоциты – преимущественно эффекторные иммунокомпетентные клетки. Зрелые В-лимфоциты и их потомки – плазматические клетки являются антителопродуцентами. Их основными продуктами являются иммуноглобулины. В-лимфоциты участвуют в формировании гуморального иммунитета, В-клеточной иммунологической памяти и гиперчувствительности немедленного типа.
Субпопуляции Т-лимфоцитов :
· Т-киллеры (маркер – CD8) – вид лимфоцитов, которые осуществляют лизис повреждённых клеток собственного организма.
· Т-хелперы (маркер - СD4) – распознают антигены при взаимодействии их Т-клеточного рецептора (TCR) с антигеном, связанным с молекулами главного комплекса гистосовместимости 2 класса (MHC-II).
· Т-супрессоры – контролируют силу и продолжительность иммунного ответа через регуляцию функции Т-эффекторных клеток (Т-хелперов и Т-цитотоксических клеток).
· Клетки памяти – участвуют в иммунном ответе при вторичном попадании антигена.
Субпопуляции В-лимфоцитов :
· В-1 субпопуляция (CD 5) - локализуется в брюшной и плевральной полостях, сальнике, миндалинах, это клетки естественного иммунитета, а образуемые ими иммуноглобулины – естественные антитела.
· В-2 субпопуляция (CD 19, CD 20, CD 22) – обычные В-лимфоциты, имеющие на поверхности Ig-рецепторы для распознавания антигена. При стимуляции антигенами они созревают в плазмоциты, секретирующие антитела – иммуноглобулины.
· Плазматические клетки – результат конечной дифференцировки В-лимфоцитов, не имеют на наружной мембране рецепторов для антигенов, направлены на интенсивный синтез иммуноглобулинов. После завершения фазы активной продукции антител плазмоциты прекращают свое существование.
· В-лимфоциты памяти – эффекторы вторичных иммунных реакций.
Скрининговые методы оценки Т- лимфоцитов :
· Определение общего числа лимфоцитов.
· Определение процентного и абсолютного числа зрелых Т-лимфоцитов (CD3+ клеток)
· И двух основных популяций –CD4+(хелперов) и CD8+ (цитотоксических) клеток.
· Исследование ответа Т-лимфоцитов в реакции бласттрансформации (РБТЛ), либо определение маркеров пролиферации - то есть оценка способности Т-клеток к делению (клональной экспансии).
Уточняющие методы оценки Т-лимфоцитов :
· Определение маркеров активации Т-лимфоцитов - экспрессии CD25 (рецептор к интерлейкину 2)
· И молекул HLA 2 класса на поверхностной мембране т-лимфоцитов.
· Исследование продукции цитокинов.
· Изучение пролиферативного ответа Т-лимфоцитов в реакции бласттрансформации на специфические антигены.
Скрининговые методы оценки В-лимфоцитов :
· Определение процентного и абсолютного числа В-лимфоцитов (CD19+ клеток).
· Определение уровней "неспецифических" иммуноглобулинов классов А,М, G, Е.
· Определение циркулирующих иммунных комплексов.
· Исследование пролиферативной активности В-лимфоцитов на В-митогены.
Уточняющие методы оценки В-лимфоцитов :
· Определение "специфических" (т.е выработанных на конкретный антиген) иммуноглобулинов классов А,М,G и субклассов G1-4.
· Определение продукции цитокинов.
· Определение секреторного иммуноглобулина класса А (s IgA)
4. Функции и определение субпопуляций Т- лимфоцитов: хелперы, киллеры, эффекторы.
Ответ :
- Т-киллеры – самая известная субпопуляция лимфоцитов. Они обладают способностью разрушать неполноценные клетки организма, вступая с ними в непосредственный контакт. Их еще называют цитотоксические лимфоциты.
- Т-киллеры, строго осуществляющие иммунный надзор, агрессивно реагируют на чужеродный белок. Именно они вызывают реакцию отторжения трансплантата при пересадке органов. По этой причине при пересадке человеку любого органа ему некоторое время дают специальные медикаменты, которые угнетают иммунную систему: уменьшают повышенное содержание лимфоцитов и нарушают их взаимодействие. Иначе любая подобная операция заканчивалась бы отторжением нового органа или ткани, а может, даже гибелью пациента, которому такое вмешательство проводится.
Интересен механизм работы этих клеток. В отличие от фагоцитов, активно атакующих, пожирающих и переваривающих чужеродные частицы, Т-киллеры ведут себя на первый взгляд достаточно сдержанно. Своими отростками они прикасаются к объекту, а затем разрывают контакт и «уходят по своим делам». Клетка же, к которой прикоснулся лимфоцит, спустя какое-то время погибает.
Дело в том, что во время своего «смертельного поцелуя» Т-киллеры оставляют на поверхности уничтожаемой ими клетки частицы своей мембраны. В местах контакта частицы «разъедают» поверхность объекта нападения. В результате в обреченной на гибель клетке фактически образуется сквозное отверстие. Она теряет ионы калия, внутрь нее входят ионы натрия и вода – так как клеточный барьер нарушается, ее внутренняя среда начинает напрямую сообщаться с внешней. В исходе клетка раздувается проникшей внутрь ее водой, из нее выходят белки цитоплазмы, органеллы разрушаются. Она погибает, а дальше к ней подходят фагоциты и пожирают ее остатки. Вот такое страшное наказание готовит организм всем клеткам, которые были распознаны иммунитетом как «неправильные» или чужеродные.
- Т-хелперы - клетки помощники. Они индуцируют, стимулируют иммунный ответ: под их влиянием усиливают свою работу цитотоксические лимфоциты. Также хелперы передают информацию о присутствии в теле чужеродного белка В-лимфоцитам, которые выделяют против них защитные антитела. Наконец, хелперы оказывают стимулирующее действие на работу фагоцитов, главным образом моноцитов.
В зависимости от выполняемой функции Т-хелперы подразделяются на 2 типа: первый и второй.
Первые осуществляют продукцию фактора некроза опухоли (борьба с новообразованиями), гамма-интерферона (борьба с вирусными агентами), интерлейкина-2 (участие в воспалительных реакциях).
Все эти функции направлены на уничтожение антигенов, находящихся внутри клетки.
Второй тип Т-хелперов нужен для связи с гуморальным иммунитетом. Данные Т-лимфоциты продуцируют интерлейкины 4, 5, 10 и 13, обеспечивающие эту взаимосвязь. Кроме того, Т-хелперы 2 типа отвечает за продукцию иммуноглобулина Е, который связан непосредственно с аллергическими реакциями организма.
Благодаря выделению интерлейкинов иммунная система развивается и защищает нас от вредных воздействий. Фактор некроза опухоли предотвращает онкологические процессы, что является одной из важнейших функций организма. Всё это осуществляют Т-хелперы.
Несмотря на то, что они действуют опосредованно (через другие клетки), их значение в иммунной системе очень важно, так как они помогают в организации защитных свойств организма.
- Т-эффекторы - обеспечивают клеточный иммунный ответ, непосредственно участвуя в формировании аллергических реакций по типу гиперчувствительности замедленного типа - продуцируют лимфокины.
5. Антитела основных классов, их биохимическая основа, функции, назначение, применение в медицине.
Ответ : Антитела - специфические белки гамма- глобулиновой природы, образующиеся в организме в ответ на антигенную стимуляцию и способные специфически взаимодействовать с антигеном (in vivo, in vitro). В соответствии с международной классификацией совокупность сывороточных белков, обладающих свойствами антител, называют иммуноглобулинами.
Характеристика основных классов иммуноглобулинов.
- Ig G : мономеры, включают четыре субкласса. Концентрация в крови- от 8 до 17 г/л, период полураспада- около 3- 4 недель. Это основной класс иммуноглобулинов, защищающих организм от бактерий, токсинов и вирусов. В наибольшем количестве IgG- антитела вырабатываются на стадии выздоровления после инфекционного заболевания (поздние или 7S антитела), при вторичном иммунном ответе. IgG1 и IgG4 специфически (через Fab- фрагменты) связывают возбудителей (опсонизация), благодаря Fc- фрагментам IgG взаимодействуют с Fc- рецепторам фагоцитов, способствуя фагоцитозу и лизису микроорганизмов. IgG способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент. Только IgG способны транспортироваться через плаценту от матери к плоду (проходить через плацентарный барьер) и обеспечивать защиту материнскими антителами плода и новорожденного. В отличие от IgM- антител, IgG- антитела относятся к категории поздних- появляются позже и более длительно выявляются в крови.
- IgM : молекула этого иммуноглобулина представляет собой полимерный Ig из пяти субъединиц, соединенных дисульфидными связями и дополнительной J- цепью, имеет 10 антиген- связывающих центров. Филогенетически это наиболее древний иммуноглобулин. IgM- наиболее ранний класс антител, образующихся при первичном попадании антигена в организм. Наличие IgM- антител к соответствующему возбудителю свидетельствует о свежем инфицировании (текущем инфекционном процессе). Антитела к антигенам грамотрицательных бактерий, жгутиковым антигенам- преимущественно IgM- антитела. IgM- основной класс иммуноглобулинов, синтезируемых у новорожденных и младенцев. IgM у новорожденных- это показатель внутриутробного заражения (краснуха, ЦМВ, токсоплазмоз и другие внутриутробные инфекции), поскольку материнские IgM через плаценту не проходят. Концентрация IgM в крови ниже, чем IgG- 0,5- 2,0 г/л, период полураспада- около недели. IgM способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент, активизировать фагоцитоз, связывать эндотоксины грамотрицательных бактерий. IgM обладают большей, чем IgG авидностью (10 активных центров), аффинность (сродство к антигену) меньше, чем у IgG.
- IgA : выделяют сывороточные IgA (мономер) и секреторные IgA (IgAs). Сывороточные IgA составляют 1,4- 4,2 г/л. Секреторные IgAs находятся в слюне, пищеварительных соках, секрете слизистой носа, в молозиве. Они являются первой линией защиты слизистых, обеспечивая их местный иммунитет. IgAs состоят из Ig мономера, J-цепи и гликопротеина (секреторного компонента). Выделяют два изотипа- IgA1 преобладает в сыворотке, субкласс IgA2 - в экстраваскулярных секретах. Секреторный компонент вырабатывается эпителиальными клетками слизистых оболочек и присоединяется к молекуле IgA в момент прохождения последней через эпителиальные клетки. Секреторный компонент повышает устойчивость молекул IgAs к действию протеолитических ферментов. Основная роль IgA- обеспечение местного иммунитета слизистых. Они препятствуют прикреплению бактерий к слизистым, обеспечивают транспорт полимерных иммунных комплексов с IgA, нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и систему комплемента.
- IgE : представляет мономер, в сыворотке крови находится в низких концентрациях. Основная роль- своими Fc- фрагментами прикрепляется к тучным клеткам (мастоцитам) и базофилам и опосредует реакции гиперчувствительности немедленного типа. К IgE относятся “антитела аллергии”- реагины. Уровень IgE повышается при аллергических состояниях, гельминтозах. Антигенсвязывающие Fab- фрагменты молекулы IgE специфически взаимодействует с антигеном (аллергеном), сформировавшийся иммунный комплекс взаимодействует с рецепторами Fc- фрагментов IgE, встроенных в клеточную мембрану базофила или тучной клетки. Это является сигналом для выделения гистамина, других биологически активных веществ и развертывания острой аллергической реакции.
- IgD : мономеры IgD обнаруживают на поверхности развивающихся В- лимфоцитов, в сыворотке находятся в крайне низких концентрациях. Их биологическая роль точно не установлена. Полагают, что IgD участвуют в дифференциации В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа, участвуют в аутоиммунных процессах.
Функции антител :
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.
Структура антител
Молекула иммуноглобулина состоит из двух неидентичных полипептидных субъединиц — легких (L — от английского light) цепей с молекулярным весом 20 000 и двух тяжелых (H — от английского heavy) цепей с молекулярным весом 60 000. Эти цепи, связанные дисульфидными мостиками, образуют основной мономер LH. Однако в свободном состоянии такие мономеры не встречаются. Большая часть молекул иммуноглобулинов состоит из димеров (LH)2, остальные — из полимеров (LH)2n. Основными N-концевыми аминокислотами человеческого гамма-глобулина являются аспарагиновая и глутаминовая, кроличьего — аланин и аспарагиновая кислота. Портер (R. R. Porter, 1959), воздействуя на иммуноглобулины папаином, нашел, что они распадаются на два (I и II) Fab-фрагмента и Fc-фрагмент (III) с константой седиментации 3,5S и молекулярным весом около 50 000. Основная масса углеводов связана с Fc-фрагментом. По предложению экспертов ВОЗ установлена следующая номенклатура фрагментов антител: Fab-фрагмент — одновалентный, активно соединяющийся с антигеном; Fc-фрагмент — не взаимодействует с антигеном и состоит из С-концевых половин тяжелых цепей; Fd-фрагмент — участок тяжелой цепи, входящий в Fab-фрагмент. Фрагмент пепсинового гидролиза 5S предложено обозначать как F(ab)2, а одновалентный 3,5S-фрагмент — Fab.
Применение антител
Антитела, особенно гамма-глобулины, применяются для терапии и профилактики дифтерии, кори, столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы, лептоспирозов, против стафилококков, возбудителей бешенства, гриппа и др. Специально приготовленные и очищенные диагностические сыворотки применяются в серологической идентификации возбудителей инфекций (см. Идентификация микробов). Было установлено, что пневмококки, стафилококки, сальмонеллы, бактериофаги и др., адсорбируя соответствующие антитела, прилипают к тромбоцитам, эритроцитам и другим чужеродным частицам. Этот феномен назван иммунным прилипанием. Было показано, что в механизме этого феномена играют роль белковые рецепторы тромбоцитов и эритроцитов, которые разрушаются трипсином, папаином и формалином. Реакция иммунного прилипания зависит от температуры. Ее учитывают по прилипанию корпускулярного антигена или по гемагглютинации, обусловленной растворимым антигеном в присутствии антител и комплемента. Реакция высокочувствительна и может быть использована как для определения комплемента, так и очень небольших (0,005—0,01 мкг азота) количеств антител. Иммунное прилипание усиливает фагоцитоз лейкоцитами.
6. Этапы антителогенеза, характеристика.
В настоящее время механизм образования антител, в основном, расшифрован, однако относительно отдельных этапов существуют лишь гипотезы.
Теория «боковых цепей»или селективная (П. Эрлих, 1897 г.): антитела – это специфические рецепторы («боковые цепи») на поверхности клеток, образующиеся еще до встречи с антигеном; антиген, попав в организм, соединяется с этими рецепторами, клетки активируются и продуцируют большое количество этих рецепторов, которые попадают в кровь и выполняют функцию антител.
Матричная или инструктивная теория:
Теория прямой матрицы (Ф. Гауровиц 1930 г., Л. Полинг 1940 г.) – антиген проникает в клетку и его детерминантная группа служит матрицей для синтеза антител (несогласованность с современными представлениями о синтезе белка ДНК–иРНК–белок);
Теория непрямой матрицы (Ф. Бернет, Ф. Феннер 1949г.) – антигены связываются с иРНК на рибосомах и контролируют синтез γ-глобулина, специфичного по отношению к данному антигену.
Клонально-селекционная теория или естественной селекции (Н.К. Ерне 1955 г., Ф. Бернет, 1959 г.):
Антиген является селективным фактором.
Связывание антигена происходит специфическими рецепторами, находящимися на поверхности иммунокомпетентных клеток (В-лимфоцитов).
При встрече с антигеном В-лимфоциты начинают пролиферировать и превращаться в плазматические клетки, которые синтезируют антитела.
Каждая антителопродуцирующая клетка может синтезировать только один вид антител определенной специфичности.
Теория депрессивных генов или молекулярно-биологическая (Л. Сциллард 1960 г.) – ИКК вырабатывать антитела различной специфичности, однако эта способность репрессирована ферментом; антигены связываются с ферментом и снимают его действие.
7. Первичный и вторичный иммунный ответ?
Ответ : Первичный иммунный ответ развивается после первого контекта с антигеном. Для него характерны следующие особенности.
– Наличие латентного периода (2-3 дня после первого контакта с антигеном). Это связано с отсутствием лимфоцитов памяти. Все клоны лимфоцитов находятся в фазе покоя G0. При поступлении в организм антигена вначале синтезируются IgM (антитела выявляются через 2-3 суток), а затем – IgG (пик приходится на 10-14 сутки, причем эти антитела могут сохранятся в низком титре в течение всей жизни). Отмечается также небольшое увеличение уровней IgA, IgE и IgD. Образуются комплексы антиген-антитело.
– Уже с третьих суток появляются иммунные Т-лимфоциты.
– Первичный иммунный ответ затихает через 2-3 недели после стимуляции антигеном.
– Появляются лимфоциты памяти и может долго поддерживаться следовой уровень IgG.
Б. Вторичный иммунный ответ развивается после повторного контакта с тем же антигеном и имеет следующие особенности.
– В организме уже имеются долгоживущие клоны антигенспецифических Т- и В-лимфоцитов памяти, ответственных за «память» об антигене и способных к рециркуляции, они находятся не в покое, а в фазе G1.
– Стимуляция синтеза антител и иммунных Т-лимфоцитов наступает через 1-3 дня.
– Т-клетки памяти быстро превращаются в эффекторные.
– Количество антител сразу резко увеличивается, причем синтезируются иммуноглобулины высокой специфичности – IgG.
– Чем больше контактов с антигенами имело место в данном организме, тем выше будет концентрация и специфичность (аффинность) антител.
СРС :
1. Структура основных классов иммуноглобулинов?
Ответ :
2. Ознакомиться с определением Ig A, Ig G, Ig M, Ig E и др, оценкой иммунного ответа.
Ответ : см ответ на вопрос №5 и № 7 в пункте 7.1 ответы на контрольные вопросы.
Пункт 7.2 Задания для самоконтроля подготовки к практическому занятию (тесты) :
1 - В
2 - Г
3- А
4 - Б
5- Г
6 - А
7 - В
8- А
9- В
10 - Б
