Слайд 1ГБОУ ВПО «ТИХООКЕАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» МЗ РФ
Кафедра микробиологии и
вирусологии
ИММУНИТЕТ И НЕСПЕЦИФИЧЕСКАЯ ЕСТЕСТВЕННАЯ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА
д.м.н., проф. Шаркова В. А.
Слайд 2
«Смерть раньше 150 лет - насильственная смерть»
И.И. Мечников
Слайд 3
Immunitas - освобождение от податей
Иммунитет – способ защиты организма от
генетически чужеродной информации (отличной даже по одному гену)
Слайд 6
Во внутренней среде организма (кровь, лимфа, тканевая жидкость) находятся клетки
и молекулы, специализирующиеся на защитной функции. Часть из них присутствует
в организме человека ещё до встречи с чужеродными агентами – будь то молекулы или болезнетворные микроорганизмы, и именно они формируют так называемый врождённый, или неспецифический иммунитет. С другой стороны, внутренняя среда организма охраняется и механизмами специфического иммунного ответа, действие которых избирательно и реализуется только в отношении конкретного антигена.
Слайд 7
Неспецифическая или естественная резистентность – способность организма противостоять действию чужеродного
агента стереотипными механизмами, выработанными в процессе многовековой эволюции
Слайд 9Механические и функциональные факторы:
кожа и слизистые
слущивающиеся с поверхности кожи
клетки эпителия, ворсинки эпителиальных клеток дыхательных путей
жидкие среды организма:
слюна, слезы, моча, мокрота и секреты сальных и потовых желёз с низкими рН
кислые значения рН желудка
слизь
сурфактант (в нижних участках воздухоносных путей)
чихание, рвота, диарея, кашлевой рефлекс
температура тела, концентрация кислорода, гормональный баланс (например, увеличение продукции кортикостероидов подавляет воспалительные процессы и снижает резистентность организма к инфекции)
дезинтоксикационная функция печени
выделительная функция почек
нормальная микрофлора
Слайд 10Некоторые конституциональные защитные барьеры
Слайд 11
Нормальная микрофлора участвует в:
Процессах пищеварения
Синтезе витаминов
Обмене веществ
Подавлении роста и колонизации
патогенной флоры
Слайд 12
У гнотобиотов (высших организмов не содержащих микробов) отмечают:
Недоразвитие лимфатической системы
Функциональную
неполноценность макрофагов
Низкое содержание IgA
Низкое содержание лизоцима
Высокая восприимчивость к инфекционным агентам
Высокая
чувствительность к некоторым химическим препаратам
Слайд 13
Факторы, неблагоприятно влияющие на состав нормальной микрофлоры:
Интенсивный курс антибиотикотерапии
Лечение иммунодепрессантами
Лечение
кортикостероидами
Слайд 14
Клеточные факторы неспецифической защиты:
Барьерная функция лимфоузлов
Воспаление
Клетки системы мононуклеарных фагоцитов
(моноцитарно-макрофагальной системы)
Фагоцитоз
Слайд 15 Барьерная функция лимфоузлов
связана с
воспалением: внутри пораженной зоны появляются фибробласты, стремящиеся локализовать инфект
Слайд 16
Основная функция воспаления - отгородить микробов и их токсины,
попавших в ткани организма, уничтожить их
Большую роль в возникновении воспаления
играют биологически активные вещества (серотонин, гистамин и т.д.). Они повышают проницаемость капилляров, что приводит к развитию отека
В отечной жидкости содержатся макрофаги, нейтрофилы, комплемент, антитела, нейтрализующие микробы и их токсины
В очаге воспаления скапливаются фагоциты, образующие "отграничительный вал", препятствующий дальнейшему распространению микроорганизмов
Там же накапливается фибриноген, который, превращаясь в фибрин, приводит к тромбированию мелких кровеносных и лимфатических сосудов. Создается препятствие для распространения микроорганизмов по этим путям
В очаге воспаления нарушается кровообращение, скапливаются "кислые" продукты обмена (снижается рН), что неблагоприятно сказывается на размножении и росте бактерий.
Слайд 17
Клетки системы мононуклеарных фагоцитов (моноцитарно-макрофагальной системы) выполняют в
организме двоякую функцию
участвуют в непосредственной защите организма от чужеродных
веществ, главным образом за счет фагоцитоза и антитело-зависимого киллинга
способны взаимодействовать с лимфоидными клетками, «включая» и регулируя механизмы специфического адаптивного иммунитета за счет способности презентировать (представлять) чужеродный антигенный материал для распознавания Т-лимфоцитам и продуцировать цитокины.
Слайд 18Развитие клеток иммунной системы
Моноциты периферической крови и тканевые макрофаги происходят
из полипотентной стволовой клетки. Попав в кровяное русло, моноциты в
течение 2-3 суток расселяются в ткани, где они превращаются в тканевые макрофаги
Слайд 19
суточная порция моноцитов, покидающих кровяное русло, в тканях распределяется следующим
образом: 56,4% – печень; 14,9% – легкие; 7,6% – брюшная
полость; 21,1% -другие ткани
длительность жизни тканевых макрофагов от 40 до 60 суток.
Слайд 20Клетки системы мононуклеарных фагоцитов (моноцитарно-макрофагальной системы) :
- мононуклеарные фагоциты (моноциты,
тканевые макрофаги, гранулоциты-нейтрофилы, эозинофилы, базофилы (периферической крови и тканевые или
тучные клетки)
- киллерные клетки – естественные или натуральные киллеры (NK -ЕК-клетки), просто киллерные (К-клетки), Т-цитотоксические лимфоциты и лимфокин-активированные киллерные клетки (ЛАК-клетки).
Тканевые макрофаги – производные моноцитов:
1. Плевральные и перитонеальные макрофаги.
2. Звездчатые ретикулоэндотелиоциты (купферовские клетки) печени.
3. Альвеолярные макрофаги.
4. Интердигитирующие клетки лимфатических узлов.
5. Макрофаги вилочковой железы (тимические).
6. Костномозговые макрофаги.
7. Остеокласты.
8. Синовиальные клетки (тип А).
9. Глиальные макрофаги (микроглиоциты) мозга.
10. Мезангиальные клетки почек.
11. Поддерживающие клетки (клетки Sertoli) яичка.
12. Дендритные клетки лимфатических узлов и селезенки.
13. Клетки Лангерганса кожи и слизистых.
Слайд 21Развитие клеток иммунной системы
Слайд 22
Функции тканевых макрофагов:
локомоторная
- хемоаттрактанты:
фрагменты системы комплемента, глобулины сыворотки крови, лимфокины, продукты деградации фибрина,
коллагена и различных клеток
- факторы, ингибирующие миграцию тканевых макрофагов, задерживают клетки в очаге воспаления: интерферон, гиалуроновая кислота, активатор плазминогена, ингибиторы трипсиноподобных протеиназ и др.
секреторная
секреторные продукты: ферменты (нейтральные протеазы и кислые гидролазы), компоненты комплемента, ингибиторы ферментов, реактогенные метаболиты кислорода, биоактивные липиды (простагландины, лейкотриены, факторы хемотаксиса для лейкоцитов).
фагоцитоз – процесс поглощения чужеродного материала, его разрушение и выведение из организма. Клетками, ответственными за эту функцию, являются моноциты и нейтрофилы
Слайд 23Развитие клеток иммунной системы
Слайд 24
Проникновение ВИЧ через слизистую оболочку
трансцитоз
межклеточные щели
эндоцитоз-экзоцитоз
микротравмы
Слайд 25ВИЧ и иммунные клетки слизистой оболочки
Слайд 26
Явление фагоцитоза было открыто И.И. Мечниковым (1845-1916) в процессе наблюдения
за личинками морской звезды. В 1908 г. Илья Ильич Мечников
совместно с Паулем Эрлихом был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине "за труды по иммунитету"
Слайд 27
Этапы фагоцитоза
Активация фагоцитирующей клетки;
хемотаксис, то есть
ее продвижение по направлению к объекту, который вызвал ее активацию;
прикрепление
к данному объекту (адгезия);
собственно заглатывание этого объекта;
переваривание, или процессинг, поглощенного объекта. При отсутствии последнего этапа фагоцитоз нарушается и носит название незавершенного
Слайд 29
Адгезия [от лат. adhaesio, приклеиваться]
Жгутики позволяют
микробам быстро перемещаться в жидкой фазе, а фагоциты не умеют
«плавать», но хорошо бегают, то есть свои поглотительные свойства они способны реализовывать только на какой-либо плотной поверхности (например, на эпителии).
Опсонины [от греч. opson, лакомство]: AT, C3b, фибро-нектин, сурфактант, обволакивают микроорганизмы и существенно ограничивают их подвижность.
Слайд 30
Опсонины делают поглощение более эффективным, что связано со стабильностью взаимодействий
опсонинов с соответствующими рецепторами (к Fc-фрагментам, компонентам комплемента, фибронектину и
др.) на мембране фагоцита.
Слайд 31
Отсутствие этих рецепторов приводит к резкому снижению функциональной активности фагоцитов
(например, врождённый дефицит С3b-рецепторов сопровождается высокой частотой бактериальных инфекций, выделен
в отдельную нозологическую форму — недостаточность адгезии лейкоцитов)
Слайд 32Фагоцитоз. Схема участия опсонинов в фагоцитарных реакциях
Бактерии опсонизируются молекулами AT
и С3b-компонента комплемента, рецепторы к которым экспрессируются на поверхности фагоцитов.
Взаимодействие соответствующих рецепторов с лигандами облегчает поглощение бактерии в ходе фагоцитоза.
Слайд 34 Вещества, содержащиеся в лизосомальных гранулах, могут разрушать чужеродные
вещества двумя механизмами:
кислороднезависимый механизм – включает гидролитические ферменты – протеиназы,
катионные белки, лизоцим, который является мукопептидазой, способной разрушать пептидогликаны бактериальной клетки, и лактоферин – белок, который активно связывает железо, необходимое для размножения бактерий
кислородзависимый механизм – осуществляется при участии миелопероксидазы, которая катализирует развитие токсического воздействия на различные микроорганизмы; перекиси водорода; супероксидного аниона; синглетного кислорода и гидроксильных радикалов, атомарного хлора (Сl).
Метаболические изменения, которые развиваются в клетке, вовлеченной в процесс фагоцитоза, получили название респираторного взрыва. Он характеризуется увеличением потребления кислорода, стимуляцией гексозомонофосфатного шунта, увеличением продукции перекиси водорода, супероксидного аниона, кислорода
Слайд 35 фагоцитирующие клетки способны секретировать:
цитокины
– биологически активные вещества, обладающих защитными свойствами, имеют значение в
развитии как специфических, так и неспецифических иммунных реакций
гранулоцитарно-моноцитарный колониестимулирующий фактор
опухоленекротизирующий или фактор некроза опухолей (ФНО)
интерлейкин-1 (ИЛ-1; старое название – эндогенный пироген), синтезируется макрофагами
альфа-интерферон, который также важен как для поддержания неспецифических факторов защиты, так и развития специфического иммунного ответа.
Слайд 36Центральная роль макрофага в иммунитете
Слайд 37 Наряду с моноцитами и тканевыми макрофагами, в реализации
клеточных реакций врожденного иммунитета принимают участие гранулоциты.
Эти клетки играют
первостепенную роль в процессах иммунного воспаления, повреждения тканей, а также фагоцитоза.
Гранулоциты – это полиморфноядерные лейкоциты, циркулирующие в крови и возникающие, как и моноцитарно-макрофагальные клетки, из миелоидной стволовой клетки в костном мозге.
Различают три типа гранулоцитов – нейтрофильные, эозинофильные и базофильные.
Слайд 38
Основные функции нейтрофильных гранулоцитов:
Хемотаксис
Фагоцитоз
Секреция
повреждение тканей при иммунных
воспалительных процессах
иммунокомплексное повреждение тканей
антителозависимые цитотоксические реакции
Для
выполнения этих функций имеются многочисленные ферменты, локализованные в специфических гранулах.
Слайд 39
Основные функции эозинофильных гранулоцитов (эозинофилы):
помогают организму избавиться от
крупных паразитов типа гельминтов, которые физически не могут быть фагоцитированы
(имеется рецепторы к Fс-фрагменту иммуноглобулинов классов G и Е, а также к активированному С3b)
Содержат арилсульфатазу В, фосфолипазу Б и гистаминазу, обладающих противоаллергической активностью. В ядре содержится основной белок эозинофилов, а в матриксе – катионные белки и пероксидаза
обладают способностью к хемотаксису и фагоцитозу
Слайд 40 Базофильные гранулоциты периферической крови (базофилы) и тканевые базофилы
(тучные клетки)
относятся к одной клеточной системе и происходят из
стволовой клетки костного мозга;
базофилы циркулируют в крови, Тканевые базофилы расположены преимущественно в слизистых оболочках и соединительной ткани, особенно вблизи сосудов. Наибольшее их количество находится в коже и ткани легких;
при снижении количества клеток одного типа число клеток другого типа увеличивается;
являются основным депо гистамина и гепарина, содержат серотонин;
способны к хемотаксису и фагоцитозу, реакции гиперчувствительности немедленного типа;
есть данные, что тканевые базофилы способствуют стимуляции или торможению процессов свертывания крови, фибринолизу, запуску калликреин-кининовой системы, активации тромбоцитов за счет продукции специфического фактора, активирующего тромбоциты
Слайд 41
киллерные клетки
естественные киллерные (ЕК-клетки)
просто киллерные (К-клетки)
лимфокин-активированные киллерные (ЛАК-клетки)
Слайд 42 Естественные киллерные (ЕК-клетки)
наибольшую активность проявляют по отношению к опухолевым
и пораженным вирусом клеткам – спонтанная клеточно-опосредованная цитотоксичность (СКЦ)
ЕК-клетки экспрессируют
на своей поверхности рецепторы к ИФН и ИЛ-2
осуществление регуляторной функции, выделяя альфа- и гамма-ИФН, интерлейкины (ИЛ-1, ИЛ-2), лимфотоксин. Позитивная регуляция ЕК-клеточной активности осуществляется интерфероном и ИЛ-2, а негативная – простагландином Е2, сывороточными ингибиторами протеиназ.
ЕК-клетка может осуществлять антителозависимый клеточно-опосредованный киллинг.
Слайд 43Еестественные киллеры и ВИЧ-инфекция
Слайд 44 Киллерные – К-клетки
несут на своей поверхности рецепторы к Fс-фрагменту
IgG и способны к антителозависимой клеточной цитотоксичности – АЗКЦ (разрушение
клеток-мишеней, адсорбировавших на своей поверхности IgG)
принимают участие в развитии ряда аутоиммунных заболеваний – системной красной волчанки, гломерулонефрита, хронического гепатита
К-клетки больных хроническим гепатитом обладают способностью уничтожать изолированные гепатоциты
Киллинг при сальмонеллезе, дизентерии, онкологических заболеваниях и в реакции отторжения трансплантата.
Слайд 45
Лимфокинактивированные киллерные –
ЛАК-клетки
К ним относятся обычные лимфоциты, которые
были активированы под влиянием ИЛ-2 и приобрели способность осуществлять киллинговый
эффект
Слайд 46
Белки, принимающие участие в обеспечении неспецифической резистентности
Комплемент (С')
Лизоцим
Пропердин
Лактоферрин
Лактопероксидаза
sIgA
Лимфокины
Интерфероны
Естественные AT
Кинины
Лейкотриены и простагландины, их метаболиты
Слайд 48
Биологические функции комплемента:
Усиление бактерицидных свойств сыворотки крови
Активация хемотаксиса
Усиление фагоцитоза путем
активации внутриклеточного уничтожения чужеродных веществ
Активация цитолиза
Активация выделения анафилотоксина, гистамина
Активация иммунного
прилипания
Слайд 49
Активация комплемента по:
Классическому пути инициируется комплексом АГ-АТ
Альтернативному пути – бактериальным
экзотоксином (грам- МКО), ЛПС, вирусами
Лектиновому пути – маннозосвязывающим белком сыворотки
на поверхности МКО, катализирует С4
Слайд 50Схема путей активации комплемента
Слайд 53Развитие клеток иммунной системы
Слайд 54
Естественные AT («антигеннезависимые», «неспецифические» AT) составляют до 7% общего количества
Ig в сыворотке крови неиммунизированных людей и животных.
Вызывают агглютинацию
микробов, их разрушение (в присутствии комплемента), нейтрализуют вирусы и токсины, а также стимулируют фагоцитарные реакции (через опсонизацию возбудителей).
Их происхождение связывают с ответом иммунной системы на Аг нормальной микрофлоры. В эту же группу входят AT, длительно циркулирующие после выздоровления от инфекционного заболевания. Часть пула подобных AT синтезируется параллельно с образованием специфических AT. Необходимость в их появлении остаётся неясной. Эти AT низкоспецифичны, но способны перекрёстно реагировать с широким спектром Аг.
Слайд 55
Лизоцим – фермент ацетилмурамидаза
разрушает пептидополисахариды клеточных стенок (в основном грам+
МКО)
подавляет адгезию бактерий
нейтрализует вирусы
препятствуют всасыванию антигенов (аллергенов) через слизистую оболочку
В слюну, сыворотку крови и другие жидкости, лизоцим попадает в результате активной секреции мононуклеарными фагоцитами либо в результате разрушения депонирующих этот фермент полиморфноядерных лейкоцитов.
Слайд 56
sIgA может активироваться и присоединять комплемент по альтернативному пути, присутствует
в секретах, слизистых оболочках
Слайд 57
Кинины — низкомолекулярные пептиды (олигопептиды), увеличивающие проницаемость сосудов и высвобождение
медиаторов полиморфно-ядерными фагоцитами. Предшественники кининов — кининогены (высокомолекулярные белки).
Протеолиз
кининогенов с образованием кининов осуществляют калликреины — специфические протеазы полиморфно-ядерных фагоцитов. Ключевой субстрат этих реакций — фактор Хагемана, играющий важную роль в реакциях свёртывания.
Слайд 58Лейкотриены и простагландины, их метаболиты — основные медиаторы острого воспаления
Повышают проницаемость сосудов
вызывают сокращение гладкомышечных клеток
Лейкотриен В4 активирует хемотаксис
полиморфно-ядерных фагоцитов;
простагландины, действуя на гипоталамус, вызывают повышение температуры тела, воздействуя на нервные окончания волокон типа С при воспалении провоцируют приступ боли.
Слайд 59
Лактоферрин - железосодержащий транспортный белок, синтезируется в гранулоцитах.
Бактериостатическое действие связано
с его способностью конкурировать с бактериями за железо. Отмечен синергизм
лактоферрина с антителами.
Слайд 60Лактопероксидаза - термостабильный фермент
в комплексе с тиоционатом и перекисью
водорода (H2O2) проявляет бактерицидное действие
устойчив к действию пищеварительных ферментов
активен в
широком диапазоне рН от 3,0 до 7,0
в полости рта блокирует адгезию S. mutans. Лактопероксидаза обнаружена в слюне детей уже в первые месяцы жизни.