Слайд 1Лекция 1
Введение в иммунологию. Иммунная система
Слайд 2Введение в иммунологию
Иммунология - наука, изучающая генетические, молекулярные и клеточные
механизмы реагирования организма на клеточные чужеродные субстанции, именуемые антигенами
Слайд 3Введение в иммунологию
Задачи иммунологии:
- Решение проблем вакцинации, изыскание новых принципов
вакцинации и создание вакцин;
- Диагностика врожденной недостаточности иммунной системы (первичные
иммунодефициты);
- Своевременное выявление приобретенных иммунологических дефектов (вторичные иммунодефициты);
- Изучение иммунопатологических проявлений соматической патологии;
- Решение проблем диагностики и лечения аллергии;
- Изучение аутоиммунной патологии;
Слайд 4Введение в иммунологию
Задачи иммунологии:
- Подбор пары донор — реципиент при
пересадке органов и тканей;
- Решение проблем транспланталогии;
- Диагностика дефектов иммунной
системы при опухолях и их лечение;
- Изучение влияния экологических и экстремальных факторов на организм человека;
- Выявление конкретного иммунологического дефекта и подбор способа иммунокоррекции;
- Изучение проблем иммунопатологии репродуктивной функции;
- Совершенствование методов иммунодиагностики.
Слайд 5Введение в иммунологию
Иммунитет — способ защиты организма от живых тел
и веществ, несущих на себе признаки генетической чужеродности.
«Живые
тела и вещества» - бактерии, вирусы, простейшие, белки, клетки тканей, в том числе измененные клетки собственного организма (поврежденные, состарившиеся, измененные).
Слайд 6Введение в иммунологию
Функция иммунитета - иммунологический надзор за внутренним постоянством
многоклеточной популяции организма.
Распознавание и уничтожение генетически чужеродных клеток является
следствием данной основной функции.
Слайд 7Введение в иммунологию
Виды иммунитета
ИММУНИТЕТ
Естественный/ врожденный/видовой
Приобретенный
Активный
Пассивный
Слайд 9Введение в иммунологию
Естественный, или врожденный (видовой), иммунитет представляет собой невосприимчивость
одного вида животных или человека к микроорганизмам, вызывающим заболевания у
других видов.
Естественный иммунитет контролируется генетически
Примером естественной генетической резистентности является невосприимчивость человека к чуме собак, рогатого скота и других животных.
Естественный иммунитет является наиболее прочной формой невосприимчивости.
Слайд 10Введение в иммунологию
Приобретенным иммунитетом называют такую невосприимчивость организма к инфекционным
агентам, которая формируется в процессе его жизнедеятельности и характеризуется строгой
специфичностью.
Иммунитет, приобретенный:
- в результате перенесенного инфекционного заболевания, называется постинфекционным;
- после введения в организм вакцины — поствакцинальным.
Тот и другой иммунитет может сохраняться достаточно длительное время.
Слайд 11Введение в иммунологию
Приобретенный иммунитет
Активный -
формируется после перенесения того или иного
инфекционного заболевания или искусственного введения в организм какого-либо антигена в
составе вакцинных препаратов.
В результате в организме происходит:
выработка специфических антител,
активируются клеточные реакции,
усиливается фагоцитоз
Пассивный -
формируется в результате введения в организм готовых антител, взятых из другого иммунного организма (иммунной сыворотки)
Слайд 12Введение в иммунологию
Плацентарный иммунитет — передача антител плоду через плаценту
или ребенку с материнским молоком.
Антимикробный (инфекционный) приобретенный иммунитет направлен
против различных микроорганизмов; антитоксический — против бактериальных токсинов (например, при столбняке, ботулизме, дифтерии). Данный иммунитет сохраняется в организме в течение того времени, пока в нем находится возбудитель инфекционного заболевания (например, при туберкулезе).
Постинфекционный иммунитет остается после перенесенного инфекционного заболевания, когда организм уже освободился от возбудителя.
Местный иммунитет — явление невосприимчивости ткани, которая может являться входными воротами инфекции: кожи (при сибирской язве), слизистой желудочно-кишечного тракта (при холере). Обеспечивается местный иммунитет естественными неспецифическими факторами защиты организма.
Слайд 13Введение в иммунологию. Иммунная система
Иммунная система — орган иммунитета,
функциональная система организма, состоящая из лимфоидных клеток и органов, ответственных
за специфические иммунные защитные механизмы.
Органы иммунной системы
Периферические (вторичные)
Центральные
(первичные)
Слайд 14Введение в иммунологию. Иммунная система
Центральные органы иммунитета являются местами
дифференцировки лимфоцитов:
- вилочковая железа;
- сумка Фабрициуса (только у птиц).
У человека и млекопитающих роль сумки Фабрициуса выполняет костный мозг.
Слайд 15Введение в иммунологию. Иммунная система
Вилочковая железа заполнена малыми лимфоцитами,
где происходит их активное размножение. Кортикальные лимфоциты отличаются своей незрелостью
и дифференцируются в зрелые. При этом они мигрируют в мозговой слой, а оттуда в кровь.
Скопления лимфоцитов, находящихся в процессе деления, называют пакетами Кларка.
Формирование вилочковой железы полностью заканчивается к 5 годам.
Абсолютная масса ее увеличивается до периода полового созревания, затем постепенно снижается, достигая к 60 годам 10%.
Слайд 16Введение в иммунологию. Иммунная система
Костный мозг поставляет полипотентную стволовую
клетку, необходимую для всех ростков кроветворения и лимфопоэза.
Эти клетки
выходят из костного мозга в кровоток, циркулируют в организме, поступают в вилочковую железу и другие лимфатические органы.
Там осуществляется их дифференцировка.
В костном мозгу из кроветворных стволовых клеток берет свое начало система В-лимфоцитов.
Слайд 17Введение в иммунологию. Иммунная система
Периферические органы иммунной системы:
- селезенка,
- лимфатические узлы,
- миндалины,
- лимфоидная ткань.
Периферические органы иммунной системы
заселяются Т- и В-лимфоцитами из центральных органов, причем каждая популяция мигрирует в свою зону — тимусзависимую или тимуснезависимую.
Слайд 18Введение в иммунологию. Иммунная система
Селезенка:
- осуществляет контроль за клеточным
составом крови;
- удаляет из кровотока утратившие функциональную активность эритроциты
и лейкоциты;
- образует новые лимфоциты.
Лимфоидная ткань селезенки представляет собой белую пульпу, а красная пульпа заполнена эритроцитами, макрофагами и пронизана венозными синусоидами.
Слайд 19Введение в иммунологию. Иммунная система
В лимфатическом узле кортикальная
(тимуснезависимая) зона заполнена В-лимфоцитами.
Скопления Т-клеток находятся в паракортикальной области
(тимуснезависимой).
Лимфоциты поступают в лимфатический узел по афферентным лимфатическим сосудам.
Перемещение лимфоцитов между тканями, кровяным руслом и лимфатическими узлами позволяет антигенчувствительным клеткам обнаружить антиген, сосредоточиться в местах иммунных реакций.
Слайд 20Введение в иммунологию. Иммунная система
Лимфоидная ткань, диффузно распределена в
слизистых покровах организма - самый первый барьер на пути инфекции.
Дыхательные, пищеварительные и мочеполовые пути защищены от инфекции скоплениями лимфоидной ткани (скопления лимфоцитов, плазматических клеток и фагоцитов) или более организованную ткань с хорошо оформленными структурами (язычные, небные и глоточные миндалины; пейеровы бляшки тонкого кишечника и аппендикс).
Слайд 21Введение в иммунологию. Иммунная система
Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми
оболочками, имеет также особую защитную секреторную систему.
Взаимодействие между вторичными
лимфоидными органами и остальными тканями организма осуществляется с помощью рециркулирующих лимфоцитов, которые переходят из крови в лимфатические узлы, селезенку и другие ткани, а затем обратно в кровь по основным лимфатическим путям.
Слайд 22Введение в иммунологию. Иммунная система
Клетки иммунной системы
2 типа иммунных
механизма
Клеточные реакции обеспечивают защиту организма от внутриклеточных и грибковых инфекций,
внутриклеточных паразитов и опухолевых клеток.
Участвуют тимусзависимые лимфоциты (Т-клетки, созревающие в тимусе).
Гуморальные реакции направлены против внеклеточных возбудителей инфекций.
Участвуют тимуснезависимые (В-клетки, постоянно образующиеся в костном мозге и продуцирующие антитела).
Слайд 23Введение в иммунологию. Иммунная система
Клетки иммунной системы
Т-лимфоциты
Периферические Т-клетки
подразделяются на различные субпопуляции:
- Т-хелперы (индукторы)
- Т-супрессоры
- Цитотоксические Т-клетки
или Т-киллеры
- Т-эффекторы
Слайд 24Введение в иммунологию. Иммунная система
Т-лимфоциты
Т-хелперы (индукторы) -
клетки, генетически запрограммированные «помогать» размножению и дифференцировке клеток другого типа.
Т-хелперы :
- необходимы для осуществления реакции на антиген цитотоксическими Т-клетками и Т-супрессорами;
- необходимы для стимуляции В-лимфоцитов к синтезу антител;
- участвуют в освобождении особых факторов — лимфокинов (интерлейкинов);
- способствуют активации других субпопуляций Т- или В-лимфоцитов.
Слайд 25Введение в иммунологию. Иммунная система
Т-лимфоциты
Т-супрессоры
Клетки, генетически запрограммированные
для супрессорной (подавляющей) активности по отношению к Т-хелперам, В-лимфоцитам, т.е.
реакциям клеточного и гуморального иммунитета.
Цитотоксические Т-клетки или Т-киллеры
Цитотоксические Т-клетки защищают от вирусных заболеваний, убивая клетки-мишени, зараженные вирусом, или чужеродные клетки.
Цитотоксические Т-клетки принимают активное участие в реализации механизмов противовирусного, противоопухолевого, трансплантационного иммунитета и развития аллергических реакций.
Слайд 26Введение в иммунологию. Иммунная система
Т-лимфоциты
Т-эффекторы
- обеспечивают клеточный
иммунный ответ, непосредственно участвуя в формировании аллергических реакций по типу
гиперчувствительности замедленного типа
- продуцируют лимфокины.
Слайд 27Введение в иммунологию. Иммунная система
Т-лимфоциты, принимавшие участие в иммунном
ответе на определенный антиген и обладающие в результате этого фенотипом
памяти, мигрируют в нелимфоидные ткани и органы (в кожу, пищеварительный тракт, на поверхность бронхов и т.д.)
Покоящиеся лимфоциты мигрируют в лимфатические узлы. Миграция Т-лимфоцитов в лимфоидную ткань в норме называется хомингом (в основе - специфическое взаимодействие адгезивных молекул на Т-клетках и эндотелии сосудов различных тканей).
Различные субпопуляции Т-лимфоцитов имеют индивидуальные рецепторы данного взаимодействия, отличающиеся также и для тканей различной специфичности.
Иммунная система регулирует региональное движение лимфоцитов путем активизации их рецепторов. В норме их число невелико, но при развитии патологического процесса их количество значительно возрастает, а специфичность уменьшается.
Слайд 28Введение в иммунологию. Иммунная система
Клетки иммунной системы
В-лимфоциты
(от терминов
- сумка Фабрициуса (bursa of Fabricius) у птиц и костный
мозг (bone marrow) у человека и млекопитающих.
Образование В-клеток начинается в эмбриональной печени, а затем перемещается в костный мозг.
Слайд 29Введение в иммунологию. Иммунная система
2 фазы дифференцировки В-лимфоцитов:
1)
Антигеннезависимая
Образуется большое количество В-клеток, не имеющих поверхностных рецепторов для антигена.
2) Антигензависимая
Наступает при участии антигена и Т-хелперов, в результате образуются полноценные зрелые В-лимфоциты.
Они несут на своей поверхности уникальные антигенсвязывающие молекулы иммуноглобулинов, играющие роль первичных рецепторов для антигена.
Слайд 30Введение в иммунологию. Иммунная система
Клетки иммунной системы
Плазматические клетки
Активация
и дифференцировка В-лимфоцитов в плазматические клетки индуцируется контактом с антигеном
и Т-хелпером.
У зрелых плазматических клеток исчезают иммуноглобулиновые рецепторы, они
начинают синтезировать молекулы антител.
Хорошо развитый секреторный аппарат позволяет данным клеткам синтезировать несколько тысяч молекул антител в минуту.
Плазматические клетки редко делятся и живут 2—3 дня.
Слайд 31Введение в иммунологию. Иммунная система
Клетки иммунной системы
В-клетки памяти
Под воздействием
антигена и Т-лимфоцитов остальная часть В-лимфоцитов вновь превращается в малые
лимфоциты.
Живут относительно долго и при повторном поступлении данного антигена в организм активизируются гораздо быстрее.
Обеспечивают быстрый синтез большого количества антител.
Слайд 32Введение в иммунологию. Иммунная система
Рецепторы и маркеры лимфоцитов
Рецепторы лимфоцитов
имеют иммуноглобулиновую природу.
На поверхности В-лимфоцита находится от 50000 до
150000 рецепторов.
Наименее зрелые В-лимфоциты экспрессируют на поверхности IgМ.
По мере созревания на их поверхности появляются антитела изотипов IgD.
Одними из наиболее важных поверхностных компонентов В-лимфоцита являются рецепторы к Т-лимфоцитам и фракциям системы комплемента.
На поверхности В-клеток находятся рецепторы гормонов, ферментов, вирусов, антигенов, детерминанты тканевой совместимости, рецепторы к факторам роста и дифференцировки.
Слайд 33Введение в иммунологию. Иммунная система
Рецепторы и маркеры лимфоцитов
На поверхности
Т-лимфоцита — в 100—1000 раз меньше рецепторов.
Т-лимфоциты человека имеют
на своей поверхности рецепторы для Fc -фрагментов иммуноглобулинов, причем:
- Т-хелперы — к IgM ,
- Т-супрессоры — к IgG,
- Т-киллеры — к IgD.
Имеются рецепторы к митогенам, вирусам, медиаторам (гистамину), специфические рецепторы к различным субпопуляциям собственного класса клеток.
Слайд 34Введение в иммунологию. Иммунная система
Рецепторы и маркеры лимфоцитов
Маркеры (claster
differentiation или CD) - дифференцировочные антигены Т- или В- лимфоцитов.
Метод
получения клеточных клонов (гибридом), продуцирующих антитела одной специфичности, принадлежит Мильштейну и Келлеру.
Слайд 35Введение в иммунологию. Иммунная система
Рецепторы и маркеры лимфоцитов
Гибридомы получают
слиянием нормальных лимфоцитов, продуцирующих антитела, с опухолевой линией, затем культивируют
и получают одиночные клоны.
Все молекулы иммуноглобулинов, продуцируемые одной гибридомой, являются идентичными.
В иммунопероксидазной реакции с помощью моноклональных антител можно определить количество клеток отдельной субпопуляции Т- или В-лимфоцитов, которой соответствует данный маркер (антиген).
Слайд 36Введение в иммунологию. Иммунная система
Основные маркеры:
CD2 + — это
антиген, присутствующий на поверхности всех циркулирующих Т-клеток;
CD3 + — принимает
участие в распознавании антигена, ассоциированного с детерминантами главного комплекса гистосовместимости. Может быть использован для идентификации зрелых Т-клеток;
CD4 + — экспрессируют Т-хелперы(индукторы), составляющие 45% лимфоцитов периферической крови. Слабая экспрессия молекулы 4 может наблюдаться на макрофагах и моноцитах;
CD5 + — выявляется на поверхности всех зрелых форм Т-клеток;
CD8 + — антиген, который экспрессируется на цитотоксических и супресорных Т-лимфоцитах, составляющих 20 — 35% лимфоцитов периферической крови;
СД16 + — выявляется на поверхности естественных киллеров (НК);
CD21 + — антиген пролиферативных форм;
CD22 + — экспрессируется всеми В-клетками;
CD45 + RO — выявляется на Т-клетках, В-лимфоцитах, моноцитах и макрофагах, которые характеризуются как клетки памяти.
Слайд 37Введение в иммунологию. Иммунная система
Методы определения Т- и В-лимфоцитов:
1) Реакция розеткообразования - способность активных Т-лимфоцитов адсорбировать на своей
поверхности эритроциты барана, а активных В-лимфоцитов — эритроциты мыши.
Активными считаются те лимфоциты, на поверхности которых адсорбируется более трех эритроцитов.
Определяется процент активных лимфоцитов (Т- или В-звена) по отношению к общему числу лимфоцитов в поле зрения.
Слайд 38Введение в иммунологию. Иммунная система
Методы определения Т- и В-лимфоцитов:
2) Непрямая иммунопероксидазная реакция с использованием моноклональных антител. Каждая линия
моноклональных антител способна вступать во взаимодействие только с конкретной субпопуляцией Т-лимфоцитов.
Антитела в ходе реакции метятся флюорохромной меткой, позволяющей достаточно легко определять те лимфоциты, с рецепторами которых они вступают во взаимодействие.
В ходе данной реакции также определяется процент активных лимфоцитов (которые вступают во взаимодействие с отдельным моноклональным антителом) по отношению к общему количеству лимфоцитов в поле зрения.
Слайд 39Введение в иммунологию. Иммунная система
Антитела или иммуноглобулины –
белки плазмы
крови, которые по своему химическому составу относятся к ликопротеидам.
Они
образуют один из основных классов белков крови (20 % массы).
В организме здорового индивидума содержится не менее 108 различных иммуноглобулинов.
Любая молекула антитела имеет Y-образную форму и состоит из 2 тяжелых (H) и 2 легких (L) цепей, связанных между собой дисульфидными мостиками.
Слайд 40Введение в иммунологию. Иммунная система
Антитела или иммуноглобулины
Каждая молекула
антитела имеет два одинаковых антигенсвязывающих фрагмента Fab (fragment antiqen binding)
и один Fc-фрагмент (fraqment crystallizable), с помощью которого антитела комплементарно связываются с Fc-рецептором клеточной мембраны.
Fab HH — тяжелая цепь,
LL — легкая цепь,
Fab — антигенсвязывающий фрагмент (активный центр),
Fc — к рецептору клеточной мембраны Fc.
Слайд 41Введение в иммунологию. Иммунная система
Антитела
Концевые участки — Fab-фрагменты —
легких и тяжелых цепей формируют антигенсвязывающий активный центр.
Остальные участки
молекулы иммуноглобулина (Fc-фрагменты) относительно неизменны (константны)
Функции:
фиксация и активация системы комплемента по классическому пути после образования комплекса антиген-антитело;
- прикрепление IgG к Fc-рецепторам клеточных мембран;
- прохождение IgG через плаценту.
Fc-фрагменты определяют видовую, групповую, антигенную специфичность каждого иммуноглобулина.
В зависимости от строения константных областей тяжелых цепей иммуноглобулинов они подразделяются на 5 классов:
IgA, IgM, IgG, IgE, IgD