Тема 1.4. Учение об иммунитете.
Содержание учебного материала
Понятие об иммунитете, его значение для человека и общества. Неспецифические и специфические факторы защиты, их взаимосвязь. Виды иммунитета. Основные формы иммунного реагирования. Иммунологические исследования, их значение. Серологические исследования: реакции агглютинации, преципитации, лизиса, связывания комплемента, нейтрализации токсина, их механизм и применение. Молекулярно-биологический метод диагностики: полимеразная цепная реакция, ее механизм и применение. Иммунный статус. Патология иммунной системы. Кожно-аллергические пробы. Медицинские иммунобиологические препараты: вакцины, иммуноглобулины и иммунные сыворотки, эубиотики, бактериофаги, иммуномодуляторы, диагностические препараты. Их состав, свойства и назначение.
Иммунная система человека
Иммунная система людей обеспечивает специфическую защиту организма от генетически чужеродных молекул и клеток, в том числе от всевозможных инфекционных агентов бактерий, вирусов, грибов и простейших.
К органам иммунитета относятся: тимус (вилочковая железа), фабрициева бурса у птиц и костный мозг у млекопитающих, селезенка и диффузно рассеянная или инкапсулированная лимфоидная ткань. Функциональной основой всей иммунной системы является сложный комплекс лимфоцитов и макрофагов, располагающихся в клеточной соединительной ткани.
Центральными называются те органы, в которых происходит формирование и созревание иммунокомпетентных клеток, а периферическими - органы, где эти клетки затем размножаются и функционируют.
Центральные органы иммунной системы — костный мозг и вилочковая железа, или тимус. Это органы воспроизведения клеток иммунной системы — «рождения», размножения, дифференцировки и «обучения» иммунокомпетентных клеток.
Костный мозг содержит полипотентные стволовые клетки, которые являются родоначальницами всех форменных элементов крови и иммунокомпетентных клеток. В стволе костного мозга происходят дифференцировка и размножение популяции В-лимфоцитов, которые разносятся по всему организму кровотоком. Здесь же образуются предшественники лимфоцитов, которые впоследствии мигрируют в тимус и образуют популяцию Т-лимфоцитов. Фагоциты и их предшественники образуются в костном мозге.
Вилочковая железа располагается в верхней части загрудинного пространства. В тимусе находится большое количество эпителиальных клеток-тимоцитов, которые своими отростками образуют мелкоячеистую сеть, где располагаются лимфоциты.
Предшественники Т-лимфоцитов, образовавшиеся из стволовой клетки в костном мозге, поступают в тимус, активно размножаются и дифференцируются в зрелые Т-лимфоциты, способные распознавать чужеродные антигенные детерминанты. Зрелые формы Т-лимфоцитов мигрируют с кровотоком из тимуса в другие органы и ткани, заполняют Т-зоны лимфоузлов.
Периферические органы иммунной системы — селезенка, аппендикс, миндалины глоточного кольца, групповые лимфатические фолликулы, лимфатические узлы, кровь, лимфа. В этих органах локализуются иммунокомпетентные клетки, прошедшие «обучение» в центральных органах иммунной системы, которые непосредственно осуществляют иммунный надзор. Они обеспечивают местный иммунитет слизистой оболочки кишки и ее просвета; местный иммунитет в носоглотке, ротовой полости и верхних дыхательных путях.
Лимфатические узлы выполняют функцию биологического сита, через них фильтруется лимфа, задерживаются и концентрируются антигены.
Селезенка — орган, через который фильтруется кровь. В селезенке задерживаются антигены, оказавшиеся в кровотоке, и «состарившиеся» эритроциты. Здесь происходит антигенная стимуляция иммунокомпетентных клеток, развитие специфической иммунной реакции на антиген и обезвреживание последнего.
Межклеточная кооперация
Принято различать следующие формы иммунного ответа: гуморальный ответ, клеточный ответ, иммунологическая память и иммунологическая толерантность. В осуществлении иммунной защиты организма участвуют три вида клеток: фагоциты, Т- и В-лимфоциты. Деятельность этих клеток направлена на распознавание и уничтожение генетически чужеродных веществ, регуляцию функционирования компонентов иммунной системы и поддержание гомеостаза. Такая работа осуществляется в постоянном взаимодействии всех типов иммунокомпетентных клеток, т.е. в условиях межклеточной кооперации.
Интерферон
А. Айзексом и Д. Линдерманом в 1957 году был открыт белок, который образуется в клетках макроорганизма, защищая их от вирусной инфекции. Этот белок получил название интерферон. Это группа соединений, которые вырабатываются клетками организма при воздействии на них вирусов, а также других веществ экзогенного и эндогенного происхождения. Интерфероны повышают устойчивость клеток в отношении вирусов. Помимо противовирусного действия интерфероны обладают также противоопухолевой и иммуномодулирующей активностью. Защитные белки сыворотки крови - опсонины, пропердин, В-лизин, фибронектин. В зависимости от происхождения интерфероны различаются по первичной структуре (аминокислотная последовательность) и функциям. Их подразделяют на три класса:
1) α-интерферон (лейкоцитарный), получают в культурах лейкоцитов крови доноров, используя в качестве интерфероногенов вирусы, не представляющие опасности для людей (вирусы осповакцины);
2) β-интерферон (фибробластный), получают в полуперевиваемых культурах диплоидных клеток человека. У этого препарата противоопухолевая активность превалирует над противовирусной;
3) γ-интерферон (иммунный), получают в перевиваемых культурах лимфобластоидных клеток под действием митогенов бактериального и растительного происхождения. Он отличается от предыдущих менее выраженным антивирусным эффектом на фоне значительного иммуномодулирующего действия.
Свойства антигенов
Характерными свойствами антигенов являются; антигенность, специфичность и иммуногенность. Под антигенностью понимают способность антигена индуцировать в организме иммунный ответ — выработку антител.
Специфичностью называют способность антигена избирательно реагировать со строго определенными антителами или клонами лимфоцитов.
Иммуногенность — способность антигена вызывать иммунную защиту макроорганизма. Понятие «иммуногенность» связано с микробными антигенами. Степень иммуногенности зависит от самого антигена (чужеродность, природа, химический состав, молекулярная масса, структура, растворимость).
Чужеродность является обязательным условием для реализации иммуногенных свойств. Иммуногенность зависит от природы антигена. Наиболее иммуногенными свойствами обладают белки. В то же время липополисахариды (ЛПС), гликопротеины, липопротеины способны активировать иммунную систему. Различают полноценные и неполноценные антигены.
Полноценные антигены обладают выраженной антигенностью и иммуногенностью. Такие вещества имеют большую молекулярную массу и большой размер молекулы в виде глобулы.
Неполноценные антигены не способны индуцировать иммунный ответ при введении в организм, так как обладают низкой иммуногенностью.
Антигены организма человека
Органы, ткани и клетки организма человека содержат большое количество различных антигенов. В белке куриного яйца найдено 5 антигенов, а в сыворотке крови человека — около 16 антигенов. Белковые антигены характеризуются настолько выраженной видовой специфичностью, что это позволяет обнаружить их различия у видов, близких друг к другу по происхождению. Собственные антигены организма, которые, не проявляя своих антигенных свойств в норме, вызывают в определенных условиях образование антител (аутоантител), называются аутоантигенами. В 1901 году Ландштейнер изучал антигенные свойства тканей человека. Наиболее важное значение имеют антигены системы АВО и pH (резус-фактор) при проведении переливания крови, пересадке органов и тканей. Переливание пациенту крови, несовместимой по группе, приводит к развитию острого состояния — гемолитического шока. У резус-отрицатель- ной матери на резус-положительный плод вырабатываются ан- тирезусные антитела, которые могут прерывать беременность или способствуют развитию желтухи новорожденного. Аутогенные антигены — антигены собственного организма. В нормальных условиях они не вызывают реакции иммунной системы вследствие либо иммунологической толерантности (невосприимчивость), либо недоступности для контакта с факторами иммунитета — это так называемые забарьерные антигены.
Антигены микробов
Каждый микроорганизм, как бы примитивно ни был устроен, содержит несколько антигенов. По расположению к бактериальной клетке различают жгутиковые (Н), соматические (О), капсульные (К) и другие антигены. Вирусы, бактерии, токсины являются антигенами, так как способны индуцировать иммуноглобулины и взаимодействовать с ними в иммунологических реакциях.
Жгутиковые Н-антигены входят в состав бактериальных жгутиков. Н-антиген представляет собой белок флагеллин. Он разрушается при нагревании, а после обработки фенолом сохраняет свои антигенные свойства.
Соматический О-антиген заключен в содержимое клетки, в ее соме, поэтому и такое название. О-антиген грамотрицательных бактерий связан с ЛПС клеточной стенки.
Капсульные К-антигены содержат кислые полисахариды и располагаются более поверхностно, чем О-антигены. Они выявлены у пневмококков, клебсиелл и других бактерий.
Антигены вирусов
В каждом вирионе любого вируса содержатся различные антигены. Различают несколько групп антигенов: ядерные, капсидные, суперкапсидные. На поверхности некоторых вирусных частиц встречаются особые В-антигены — гемагглютинин и нейраминидаза. Антигены многих вирусов отличаются высокой степенью изменчивости, что связано с мутациями, которые часто происходят в их генетическом аппарате.
Виды и формы иммунитета
Естественный иммунитет передается по наследству в ряду многих поколений. Так как он обусловлен генотипом, то его называют генотипическим. Он обеспечивает гомеостаз, т.е. постоянство химического и клеточного состава его внутренней среды. Примером естественного иммунитета является невосприимчивость человека к чуме собак, рогатого скота и другим заболеваниям животных, которые, в свою очередь, не восприимчивы к возбудителям гонореи, менингита и кори.
Приобретенный антимикробный иммунитет вырабатывается в процессе жизни в природных условиях или вызывается искусственным путем. Самой ранней формой приобретенного иммунитета является врожденный иммунитет. Обусловлен он тканевой реактивностью, которая, в свою очередь, определяется недоразвитием ЦНС и эндокринных желез. Поскольку врожденный иммунитет обеспечивается также пассивной передачей антител через плаценту, а далее при грудном вскармливании с молоком матери, то его часто называют материнским и плацентарным. Продолжительность врожденного иммунитета зависит от длительности кормления. Приобретенный иммунитет может быть активным и пассивным.
Активный иммунитет формируется после перенесенного заболевания или искусственного введения в организм какого-либо антигена в составе вакцинных препаратов. При этом происходит активная перестройка иммунной системы организма, в результате которой синтезируются специфические антитела, способные взаимодействовать с микроорганизмами или их токсинами.
Постинфекционный — возникает у человека в результате заболевания или незаметного инфицирования. Этот вид иммунитета предохраняет организм от повторного заболевания — реинфекции. Появляется на второй неделе после инфицирования и продолжается в течение нескольких месяцев или лет. Развитие постинфекционного иммунитета сопровождается гибелью патогенных микроорганизмов и полным освобождением организма от них. Такой вид иммунитета называют стерильным. Если же иммунологическая перестройка организма не вызывает гибели возбудителя, а лишь затормаживает его развитие, иммунитет называют нестерильным.
Нестерильный иммунитет обусловливает невосприимчивость к новому заражению (суперинфекции) и существует до тех пор, пока в организме остается микроб.
Приобретенный искусственный иммунитет делят на активный и пассивный. Активный воспроизводится вакцинами, а пассивный — иммунными сыворотками и гамма-глобулинами.
Поствакцинальный иммунитет создается через 10-14 дней и продолжается в зависимости от качества вакцины и индивидуальных особенностей организма от нескольких месяцев до 5 лет и более.
Пассивный иммунитет формируется в результате введения в организм готовых антител, взятых из другого иммунного организма. Например, если у переболевшего корью человека взять сыворотку крови и ввести ее здоровому ребенку, то последний становится невосприимчивым к данному заболеванию. Пассивный иммунитет, создаваемый сыворотками и гамма-глобулинами, возникает — в зависимости от путей их введения в организм человека — через несколько часов, самое позднее — спустя сутки, и продолжается в течение месяца.
По направленности действия к различным группам микробов или их токсинам иммунитет делят на антимикробный и антитоксический. В свою очередь антимикробный иммунитет подразделяют на антибактериальный, антипаразитарный, противогрибковый. В качестве самостоятельного выделяют антивирусный иммунитет.
Иммунологическая память
Под иммунологической памятью понимают способность организма отвечать на повторную встречу с антигеном более интенсивно, чем на первую, которая приобретается в результате предшествовавшей иммунизации тем же антигеном. Вторичный иммунный ответ обусловлен наличием клеток памяти в организме переболевших или вакцинированных людей. Клетки памяти — часть долгоживущих В-лимфоцитов, которые переходят в состояние покоя после 2—3 делений. Они находятся в организме годами и обусловливают анамнестические реакции. Их память в виде иммунологической информации о предшествующем антигенном стимуле обеспечивает способность отвечать более усиленной продукцией антител на ревакцинацию или повторное заболевание.
Иммунологическая толерантность — явление, противоположное иммунному ответу и иммунологической памяти, проявляющееся в том, что на введение антигена вместо выработки иммунитета в организме развивается ареактивность, инертность, отсутствие ответа на антиген. Иммунологическую толерантность вызывают антигены, которые получили название толерогены. Наибольшей толерогенностью обладают полисахариды.
Серологические исследования
Реакции иммунитета — это реакции между антигеном и антителом или между антигеном и сенсибилизированными лимфоцитами (повышенная чувствительность), которые происходят в живом организме и могут быть воспроизведены в лабораторных условиях. Реакции антигена с антителом называются серологическими, или гуморальными, потому что участвующие в них антитела (иммуноглобулины) всегда находятся в сыворотке крови.
Реакции антигена с сенсибилизированными лимфоцитами называются клеточными (серологические реакции).
Серологические реакции — реакции взаимодействия между антигеном и антителом — протекают в две фазы:
1) я специфическая (образование комплекса антигена и соответствующего ему антитела). Видимого изменения в этой фазе не происходит, но образовавшийся комплекс становится чувствительным к неспецифическим факторам, находящимся в среде (электролиты, комплемент, фагоцит);
2) я неспецифическая. В этой фазе специфический комплекс антитело—антиген взаимодействуете неспецифическими факторами среды, в которых происходит реакция.
Их взаимодействие — склеивание, растворение. Характер видимой фазы серологических реакций зависит от состояния антигена и условий среды, в которой происходит его взаимодействие с антителом. Различают реакции агглютинации, преципитации, иммунного лизиса, связывания комплемента.
Реакции, происходящие в присутствии антител | Антигены, взаимодействующие с антителами | Неспецифические компоненты реакции |
Агглютинация Гемагглютинация | Бактерии Эритроциты | Электролиты (изотонический раствор) |
Преципитация | Белки, экстракты органов и тканей; лизаты, гаптены | Тоже |
Иммунный лизис: бактериолизис, гемолиз, цитолиз | Бактерии Эритроциты Другие клетки | Комплемент |
Реакция связывания комплемента | Гаптены, экстракты, лизаты, полные антигены, клетки | |
Нейтрализация | Токсины, вирусы | Электролиты |
Фагоцитоз | Бактерии | Фагоциты |
Применение серологических реакций:
1) Серодиагностика — выявление антител в сыворотке больного.
2) Идентификация — определение вида или типа антигена, выделенного от больного микроорганизма.
Цель исследования | Антиген | Антитело | Положительный результат реакции |
Определение антител (серодиагностика) | Известный (диагности- кум) | Сыворотка больного | В сыворотке больного есть антитела к известному антигену |
Определение антигена (идентификация) | Неизвестный | Иммунная (диагностическая сыворотка) | Изучаемый антиген идентичен тому, которым иммунизировали животное |
Серологические реакции применяют также для определения активности (титра) сывороток и в научных исследованиях.
РА-реакция агглютинации — это склеивание и выпадение в осадок микробов или других клеток под действием антител вприсутствии электролита (изотонического раствора натрия хлорида). Образовавшийся осадок называют агглютинатом.
РГА - реакция гемагглютинации
1РГА - относится к серологическим. В этой реакции эритроциты агглютинируются при взаимодействии с соответствующими антителами (гемагглютининами). Реакцию широко используют для определения группы крови.
2РГА — не является серологической. В ней склеивание эритроцитов вызывают не антитела, а особые вещества, образуемые вирусами. Например, вирус гриппа агглютинирует эритроциты кур и морских свинок, вирус полиомиелита — эритроциты барана. Эта реакция позволяет судить о наличии того или иного вируса в исследуемом материале.
Реакция торможения гемагглютинации. Это серологическая реакция, в которой специфические противовирусные антитела, взаимодействуя с вирусом (антигеном), нейтрализуют его и лишают способности агглютинировать эритроциты, т.е. тормозят реакцию гемагглютинации. Высокая специфичность реакции торможения гемагглютинации (РТГА) позволяет с ее помощью определить вид и даже тип вирусов, обнаруженных при постановке РГА.
Реакция непрямой гемагглютинации. Реакция непрямой (пассивной) гемагглютинации (РНГА) основана на том, что эритроциты, если на их поверхности адсорбировать растворимый антиген, приобретают способность агглютинировать при взаимодействии с антителами к адсорбированному антигену.
При помощи РНГА можно определять неизвестный антиген, если на эритроциты адсорбировать заведомо известные антитела. Реакцию гемагглютинации можно ставить в объеме 0,025 мл (микрометод), пользуясь микротитратором Такачи.
Реакция преципитации. В реакции преципитации происходит выпадение в осадок специфического иммунного комплекса, состоящего из растворимого антигена (лизата, экстракта, гаптена) и специфического антитела в присутствии электролитов. Образующееся в результате этой реакции мутное кольцо или осадок называют преципитатом. От реакции агглютинации эта реакция в основном отличается размером частиц антигена. Реакцию преципитации обычно применяют для определения антигена при диагностике ряда инфекций (сибирская язва, менингит); в судебной медицине — для определения видовой принадлежности крови, спермы; в санитарно-гигиенических исследованиях — при установлении фальсификации продуктов; с ее помощью определяют филогенетическое родство животных и растений. Для реакции необходимы:
· антитела (преципитины) — иммунная сыворотка с высоким титром антител. Титр преципитирующей сыворотки устанавливают по наибольшему разведению антигена, с которым она дает реакцию. Сыворотку обычно применяют неразведенной или в разведении 1:5—1:10;
· антиген — растворимые вещества белковой или липоидно-полисахаридной природы (полные антигены и гаптены);
· изотонический раствор. Основные методы проведения реакции преципитации: реакция кольцепреципитации и реакция преципитации в агаре (геле).
Реакция лизиса (иммунный цитолиз). Иммунный лизис — это растворение клеток под воздействием антител при обязательном участии комплемента. Для реакции необходимы:
антиген — микробы, эритроциты или другие клетки;
антитело (лизин) — иммунная сыворотка, реже — сыворотка больного. Бактериолитическая сыворотка содержит антитела, участвующие в лизисе бактерий; гемолитическая — гемолизины, способствующие лизису эритроцитов; для лизиса спирохет нужны спирохетолизины, клетки цитолизина.
Комплемент — больше всего комплемента в сыворотке морских свинок. Эту сыворотку обычно используют в качестве комплемента. Свежий (нативный) комплемент нестоек и легко разрушается при нагревании, встряхивании, хранении, поэтому пользоваться им можно не дольше двух дней после получения. Для консервации комплемента к нему добавляют 2%-ную борную кислоту и 3%-ный сульфат натрия. Такой комплемент можно сохранять при 4 °С до двух недель. Чаще применяют сухой комплемент. Перед употреблением его растворяют в изотоническом растворе до первоначального объема.
Реакция связывания комплемента РСК — основана на том, что специфический комплекс антиген—антитело всегда адсорбирует на себе (связывает) комплемент. Эту реакцию широко применяют при идентификации антигенов и в серодиагностике инфекций, особенно заболеваний, вызванных спирохетами (реакция Вассермана), риккетсиями и вирусами. РСК— сложная серологическая реакция. В ней участвуют комплемент и две системы антиген—антитело.
Иммунный статус
Иммунный статус — структурное и функциональное состояние иммунной системы индивидуума, определяемое комплексом клинических и лабораторных иммунологических показателей. Иммунный статус (иммунный профиль, иммунореактивность) характеризует способность организма данного конкретного индивидуума к иммунному ответу на определенный антиген в данный момент времени. Оценка иммунного статуса организма начинается с ориентировочного клинического этапа: анамнез, частота инфекционных заболеваний; лабораторные исследования в иммунологической лаборатории. Оценку иммунного статуса проводят в клинике при трансплантации органов и тканей, при аутоиммунных и других иммунопатологических заболеваниях, тяжелых аллергиях, онкологических, инфекционных и многих соматических болезнях.
Для заключения о состоянии иммунной системы необходимо руководствоваться:
1) данными общего клинического обследования;
2) состоянием факторов неспецифической резистентности;
3) показателями гуморального иммунитета;
4) показателями клеточного иммунитета;
5) результатами дополнительных тестов.
Данные общего клинического обследования включают жалобы пациента, анамнез, описание клинического состояния. Заканчиваются клинические исследования общим анализом крови, определением абсолютного числа лимфоцитов и фагоцитов.
Для оценки состояния факторов неспецифической резистентности выявляют состояние системы фагоцитоза и комплемента. При необходимости определяют содержание интерферона и лизоцима. Функциональную активность фагоцитов определяют по их подвижности, адгезии, способности к поглощению бактерий, дезгрануляции клеток, внутриклеточному килингу и образованию активных форм кислорода. С этой целью используют такие тесты, как фагоцитарный индекс, НСТ-тест (нитро-синий тетразолий), хемилюминесценцию и др. Для оценки системы комплемента обычно проводят титрование в реакции гемолиза.
Гуморальное звено иммунитета оценивают по содержанию иммуноглобулинов разных классов в сыворотке крови, титру специфических антител, ГНТ, количеству В-лимфоцитов в периферической крови, их бласттрансформации под действием В клеточных митогенов. Состояние клеточного звена иммунитета определяют по количеству Т-лимфоцитов и их субпопуляций в периферической крови, бласттрансформации под действием Т-клеточных митогенов, содержанию гормонов тимуса, уровню секретируемых цитокинов, а также по кожным пробам с аллергенами. Для проведения кожных проб используют аллергены, к которым в норме должна быть сенсибилизация у большинства людей (например, проба Манту с туберкулином).
Кожные пробы, основанные на аллергических реакциях замедленного типа, — наиболее простой и доступный способ оценки клеточного иммунитета. В качестве дополнительных тестов для оценки иммунного статуса можно использовать определение бактерицидности сыворотки крови, титрование комплемента, содержание С-рективного белка, ревматоидных факторов и других аутоантител в сыворотке крови.
Вопросы для самоконтроля
1. Каковы способы и методы защиты от генетически чужеродных веществ?
2. Перечислите виды иммунитета.
3. 3 Определите явления фагоцитоза.
4. Выявите клеточные факторы неспецифической защиты организма.
5. Особенности иммунокомпетентных клеток.
6. Что такое серологические реакции? Их механизм применения.
7. ПЦР применение.
8. Перечислите иммунобиологические препараты.
9. Дайте определение иммуномодуляторам.
10. Что относится к центральным органам иммунной системы человека?
Тема 1.4. Учение об иммунитете.
Содержание учебного материала
Понятие об иммунитете, его значение для человека и общества. Неспецифические и специфические факторы защиты, их взаимосвязь. Виды иммунитета. Основные формы иммунного реагирования. Иммунологические исследования, их значение. Серологические исследования: реакции агглютинации, преципитации, лизиса, связывания комплемента, нейтрализации токсина, их механизм и применение. Молекулярно-биологический метод диагностики: полимеразная цепная реакция, ее механизм и применение. Иммунный статус. Патология иммунной системы. Кожно-аллергические пробы. Медицинские иммунобиологические препараты: вакцины, иммуноглобулины и иммунные сыворотки, эубиотики, бактериофаги, иммуномодуляторы, диагностические препараты. Их состав, свойства и назначение.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 298.