Санитарно-бактериологическое исследование продуктов детского питания и молока; методы и критерии оценки

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Микробиологическое исследование готовых пищевых продуктов проводят с
целью оценки безопасности продукта для здоровья человека. При этом определяют присутствие патогенных бактерий, санитарно-показательных, условно-патогенных микроорганизмов и специфических возбудителей микробной порчи продуктов.

В процессе производства обязательно контролируют качество вносимой в молоко технологической микрофлоры (закваска из специфической микрофлоры) и возможное присутствие возбудителей микробной порчи продуктов.

Для проведения исследований используют качественные и количественные методы:

1. Качественными методами определяют характер технологической микрофлоры
и возбудителей порчи продуктов.

2. Количественными методами определяют общее количество МАФАМ (мезофильных аэробов и факультативно-анаэробных микроорганизмов) в 1 г.

Молоко исследуют на:

1. МАФАМ и их количество (ОМЧ);

2. Титр и индекс БГКП (бактерий группы E.coli)

3. S.aureus.

Количество МАФАМ определяют путем посева в чашки Петри с расплавлен-
ным агаром 1 мл исследуемого молока. После инкубации при 30 °С в течение 72
часов подсчитывают все выросшие колонии. Величину МАФАМ выражают в числе
КОЕ (колоний-образующих единиц) в 1 мл (г) продукта.

При исследовании молочных продуктов и молока на БГКП условно-патогненные и патогенные возбудители, ориентируются на массу продукта в которой нормативные документы не допускают содержание этих бактерий.
Для пищевых продуктов, в отличие от других объектов, к БГКП относят - грамотрицательные. оксидазонегативные, не образующие спор. С целью определения БГКП в молоке и молочных смесях делают посев определенных объемных разведений. среду Кесслер, которая по составу почти аналогична глюкозо-петонной среде, но содержит генциан-виолет для ингибирования кокковых бактерий. Из забродивших проб делают высевы на среду Эндо, затем проводят идентификацию выделенных бактерий.

25. Санитарно-бактериологическое обследование лечебных и детских учреждений, материал для исследования, методы, критерии оценки.
Основные методы взятия материала:

1. Метод смывов позволяет определить как присутствие жизнеспособных микроорганизмов на поверхности объекта, так и их количество на 1 см2. Исследование микробной обсемененности предусматривает подсчет ОМЧ, энтеробактерий, S. aureus, Pseudomonas aeruginosa

Смывы берут с исследуемой поверхности ватным тампоном или марлевой салфеткой, удерживаемой пинцетом. Непосредственно перед взятием смыва тампон или салфетку смачивают стерильным физиологическим раствором и тщательно протирают им исследуемую поверхность. После взятия смыва тампон тщательно встряхивают в пробирке с определенным количеством стерильной жидкости (физиологического раствора или питательной среды).

При исследовании на бактерии кишечной группы смывы засевают в среду Кесслер (глюкозо-пептонная среда с генцианвиолетом и лактозой) или на 0,1% пептонную воду с последующим высевом на среду Эндо.

2. Метод отпечатков предусматривает непосредственный контакт плотной питательной среды с исследуемым объектом.

Один из вариантов метод агаровой заливки по Сомову. Для этого
стерильную металлическую форму в виде слегка усеченною конуса устанавливают более узкой частью на ровную исследуемую поверхность стола или другого объекта и заливают 4 % МПА или средой Эндо. Среды предварительно растапливают и остужают до 45 °С. После застывания агара форму снимают, слой среды помещают отпечатком кверху в стерильную чашку Петри (без среды) и инкубируют в термостате. Через сутки подсчитывают общее количество выросших колоний

3. Метод мембранных фильтров. Прокипяченный мембранный фильтр погружают в растопленную питательную среду (при температуре 60 -65 °С), а затем покрытый слоем среды фильтр помешают на 2-3 минуты на исследуемую поверхность. После этого фильтр
переносят на поверхность питательной среды в чашке Петри отпечатком вверх.
После инкубации подсчитывают количество выросших колоний. Этот метод позволяет исследовать неровные поверхности.

4. Метод бакпечаток. Для отпечатков с поверхности нередко используют контактные чашки 'бактотест" (так называемые бакпечатки). Это выполненные из пластмассы чашечки Петри малого диаметра (3,5 см), которые снабжены плотно закрывающимися крышками. Чашки "бактотест" заранее заливают доверху средой Эндо или другими плотными средами и закрывают крышками. Для взятия отпечатка снимают крышку и прижимают поверхность среды к исследуемому объекту. Затем вновь закрывают чашки ''бактотест" и инкубируют их в термостате.

В ЛПУ обязательный отбор проб проводится в:

- Наркозной комнате

- Предоперационной палате

- Операционном зале

- Послеоперационных палатах

- Перевязочных

Также пробы снимают со стерильного шовного материала и производят смывы с рук всех, участвующих в операции. В смывах не должно быть обнаружено БГКП, S.aureus, протеи и Pseudomonas aerugenosa.

Регулярно проводятся взятия мазков из зева на носительство S.aureus.

26. Цели и задачи санитарной микробиологии. Критерии оценки санитарного состояния объекта.

Основной задачей санитарной микробиологии является предупреждение возникновения инфекционных заболеваний, т. е. осуществление постоянного контроля за водой, воздухом, почвой, пищевыми продуктами и т. д. с целью выявления патогенных микроорганизмов, либо выявление санитарно-показательных микроорганизмов, которые являются косвенными показателями зараженности окружающей среды. Санитарно-показательные микроорганизмы — это постоянные обитатели поверхностей и полостей тела человека и животных, выделяющихся из организма теми же путями, что и патогенные. Поэтому, чем больше выявлено санитарно-показательных микроорганизмов, тем большая вероятность попадания в объекты внешней среды патогенных микроорганизмов.

Наиболее часто для изучения санитарного состояния объекта используют критерии косвенной оценки потенциальной микробиологической опасности ОМЧ (общее микробное число) и СПМ (количество санитарно-показательных микроорганизмов). ОМЧ- это общее количество всех жизнеспособных микроорганизмов, содержащихся в 1 г, в 1 мл или в 1 м3 субстрата. Чем выше микробное число, тем вероятнее присутствие патогенных микроорганизмов.

СПМ- микроорганизмы, по которым можно косвенно и с еще большей степенью вероятности судить о возможном присутствии патогенов во внешней среде.

Для каждого объекта внешней среды имеются определенные санитарно-показательные микроорганизмы — критерии оценки по бактериологическим показателям. Например, в отношении кишечных инфекций роль таких индикаторов принадлежит кишечным палочкам — постоянным обитателям кишечника человека и животных.

Санитарно-бактериологические исследования проводятся в строгом соответствии со специальными государственными общесоюзными стандартами, приказами, методическими рекомендациями, правилами, которые позволяют дать оценку соответствия выявленной в окружающей среде микрофлоры гигиеническим требованиям. В нормативных документах отражены правила отбора проб, количество материала, условия транспортировки, методы и цель исследования, а также критерии оценки полученных результатов.

Основные группы санитарно-показательных микроорганизмов (СПМ):

1. БГКП (I – их наличие допускается в объектах, не относящихся к чистым, ферментируют глюкозу или лактозу при t 37^о, II – указывает на неопределенное по времени фекальное загрязнение, сбраживают лактозу и глюкозу до кислоты и газа при t 43-44,5^o, III группы – свежее фекальное загрязнение, ферментируют лактозу до газа при t 43-44,5^о)

2. Бактерии рода Enterococcus (свежее фекальное загрязнение, тк быстро отмирают)

3. Бактерии рода Proteus (Proteus vulgaris – загрязнение органикой, гниющими остатками, Proteus mirabilis – фекальное загрязнение, Proteus rettgeri – фекальное загрязнение с кишечной инфекцией, свидетельствует об эпидемиологическом неблагополучии)

4. Clostridium perfringens (при исследовании почв, воды открытых водоемов, оценивают вместе с E.coli – если оба показателя высоки, значит имеет место свежее фекальное загрязнение)

5. Термофильные бактерии (по количеству судят о загрязнении навозом, либо компостом)

6. Бактерии рода Salmonella (всегда свидетельствуют о фекальном загрязнении)

7. Бактериофаги кишечных бактерий-колифаги (показывают содержание соответствующих бактерий. Но живут дольше обозначенных и могут адаптироваться к другим бактериям)

27. Санитарно-показательные микроорганизмы. Требования к СПМ. Методы оценки на различных объектах окружающей среды (вода, воздух, продукты питания).

Критерии, по которым батерии причисляют к группе СПМ:
1. Должны постоянно обитать в естественных полостях тела человека и
теплокровных животных и выделяться во внешнюю среду в больших количествах.

2. Во внешней среде они должны сохраняться не меньше, а даже дольше, чем

патогенные микроорганизмы.

З.Во внешней среде они не должны значительно изменять свои биологические
свойства во внешней среде или активно размножаться.

4.Методы их идентификации должны быть простыми, а их свойства достаточно типичными и специфичными.

5.Они должны быть равномерно распределены в исследуемых объектах.

Основные показатели содержания СПМ:

- наименьший объем исследуемого материала (в мл) или весовое количество
(в граммах), в котором обнаружен хотя бы один СПМ. Ранее для этого показателя
применяли термин «титр» (коли-титр).

- количество СПМ, обнаруживаемое в определенном объеме или количестве
исследуемого объекта (в 1 г или в 1 л). Ранее в нормативно-технических документах данный показатель называли "индекс" - индекс БГКП, коли-индекс, перфрингенс-индекс и т.п. Индекс величина обратная титру, зная один показатель, легко можно вычислить другой.

Основные группы санитарно-показательных микроорганизмов (СПМ):

2. Бактерии рода Enterococcus (свежее фекальное загрязнение, тк быстро отмирают)

5. Термофильные бактерии (по количеству судят о загрязнении навозом, либо компостом)

6. Бактерии рода Salmonella (всегда свидетельствуют о фекальном загрязнении)

8. Стафилококки, альфа-, бета-гемолитические стрептококки – являются СПМ для воздуха, показатели контаминации воздуха микрофлорой носоглотки человека.

28. Санитарно-бактериологическое исследование водных объектов: методы и критерии оценки ( микробное число и индекс БГКП ).

Санитарно-микробиологическос исследование воды проводится в плановом
порядке с целью текущего надзора, а также по специальным эпидемиологическим показаниям. Основными объектами такого исследования являются:

- питьевая вода центрального водоснабжения (водопроводная вода);

- питьевая вода нецентрализованного водоснабжения;

- вода поверхностных и подземных водоисточников;

- сточные воды;

- вода прибрежных зон морей;

- вода плавательных бассейнов.

Основными показателями оценки микробиологического состояния питьевой воды согласно действующим нормативным документам являются:

1. Общее микробное число (ОМЧ) - количество мезофильных бактерий в 1 мл волы.

2. Содержание БГКП свидетельствующих о вероятном фекальном загрязнении воды:

Коли титр- наименьший объем воды (в мл), в котором обнаружена хотя бы одна живая
микробная клетка, относящаяся к БГКП. Индекс БГКП- количество БГКП в 1 л воды.

3. Количество спор сульфитредуцирующих клостридий в 20 мл воды.

4. Число колифагов в 100 мл воды.

Определение ОМЧ позволяет оценить уровень микробиологического загрязнения питьевой воды. Этот показатель является незаменимым для срочного обнаружения массивного микробного загрязнения.

Общее микробное число - это число мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов, способных образовывать на питательном агаре при температуре 37 °С и в течение 24 ч колоний, видимых при двукратном увеличении.

При определении ОМЧ 1мл исследуемой воды вносят в стерильную чашку Петри и заливают 10-12 мл теплого (44 °С) расплавленного питательного агара. Среду аккуратно перемешивают с водой, равномерно и без пузырьков воздуха распределяя по дну чашки, после чего закрывают крышкой и оставляют до застывания. Посевы инкубируют в термостате при 37 °С в течение 24 часов. Подсчитывают общее количество колоний, выросших в обеих чашках, и определяют среднее значение. Окончательный результат выражают числом колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 мл исследуемой воды. В 1 мл питьевой воды должно быть не более 50 КОЕ

Определение БГКП:

При этом определяют общие колиформные бактерии - ОКБ и термотолерантные колиформные бактерии - ТКБ .

ОКБ – грамамотрицатсльные, не образующие спор палочки, ферментирующие лактозу до кислоты и газа при температуре 37°С в течение 24 48 часов. ТКБ входят в число ОКБ, обладают их признаками, но ферментируют при 44°С. Для определения энтеробактерий – метод мебранных фильтров или титрационный.

29. Микроскопические грибы: классификация, биологические свойства, основные отличия от прокариотических микроорганизмов, роль в патологии человека.

Единой общепринятой классификации грибов пока нет. Патогенные грибы, их роды и виды распределяются в различных семействах, подклассах и классах грибов: классе Deyteromycetes, или Fungi imperfecti (несовершенные грибы), классе Ascornycetes и классе Zygomycetes. Возбудитель криптококкоза относится к классу Basidiomycetes. В основе классификации грибов, которая более всего удобна для практики, лежат морфологические особенности и характер размножения.

Грибы размножаются с помощью различных структур. При образовании половых спор имеет место мейоз, а конидии являются неполовыми репродуктивными органами. Половые стадии обнаружены у многих патогенных грибов, принадлежащих к классам Ascomycetes и Zygomycetes. У других патогенных грибов, которые относятся к дейтеромицетам, половые формы размножения не выявлены. У грибов, имеющих медицинское значение, существуют следующие разновидности половых спор:

а) зигоспоры — у некоторых зигомицетов верхушки расположенных близко друг к другу гиф сливаются, происходит мейоз, и образуются крупные зигоспоры с толстыми стенками (

б) аскоспоры — в специальных клетках, называемых асками (сумками), в которых произошел мейоз, образуется 4—8, иногда 16 и более спор, размеры, форма и поверхность которых могут быть весьма разнообразными у разных видов грибов

в) базидиоспоры — после мейоза на поверхности особой клетки, называемой ба- зидиумом, на вершине каждой из четырех стеригм развивается по одной круглой или слегка удлиненной базидиоспоре различных размеров

У большинства грибов, имеющих медицинское значение, обнаруживаются разнообразные конидии (или экзоспоры), являющиеся формами неполового размножения.

а) бластоспоры — простые структуры, которые образуются в результате почкования, с последующим отделением почки от родительской клетки, например у дрожжевых и дрожжеподобных грибов

б) хламидоспоры — гифальные клетки увеличиваются, у них образуется толстая оболочка. Эти структуры высокоустойчивы к действию неблагоприятных факторов внешней среды и прорастают, когда условия становятся более благоприятными

в) артроспоры — структуры, которые образуются в результате фрагментации гиф на отдельные клетки Встречаются у дрожжеподобных грибов, возбудителя кокцидиоидоза, тканевых форм дерматофитов в волосе, кожных чешуйках и в ногте;

г) конидиоспоры — зрелые наружные споры — образуются на мицелии и не являются следствием превращения каких-либо других клеток грибницы. Они или возникают на дифференцированных конидиофорах, отличающихся от других нитей грибницы по размерам и форме или располагаются по бокам и на концах любой ветви мицелия, прикрепляясь к ней непосредственно либо тонкой ножкой

Биологические особенности патогенных грибов. Почти все патогенные грибы — аэробы: широкий приток кислорода способствует развитию грибницы и накоплению продуктов жизнедеятельности. Для питания грибов необходимы азотистые и углеродсодержащие вещества (а также минеральные соединения), причем эти вещества могут быть довольно простыми: аминокислоты, соли азота, ди- и моносахара и т. д. Этим объясняется свойство многих патогенных грибов легко развиваться в организме человека и животных, где возбудитель находит среду, богатую источниками питательных веществ. Патогенные грибы способны размножаться в диапазоне рН от 3,0 до 10,0; оптимальное значение рН 6,0—6,5. Оптимальная температура для развития мицелиальных форм 25—33 °С, для дрожжевых и дрожжеподобных форм — 36—37 °С. Споруляции грибов способствует понижение влажности питательной среды и уменьшенное содержание в среде белков и углеводов.

Клетки грибов резко отличаются от прокариотических клеток. У множества клеток грибов имеется клеточная стенка, отсутствует она лишь у зооспор и вегетативных клеток некоторых примитивных грибов. На 80—90 % она состоит из азотистых и безазотистых полисахаридов, у большинства основным полисахаридом является хитин, у оомицетов — целлюлоза. Также в состав клеточной стенки входят белки, липиды иполифосфаты. Внутри находится протопласт, окружённый цитоплазматической мембраной. Протопласт имеет строение типичное для эукариот. Есть запасающие вакуоли, содержащие волютин, липиды, гликоген, жирные кислоты (в основном ненасыщенные) и другие вещества. Ядер одно или несколько. У различных групп преобладают различные стадии по плоидности.

Среди продуктов жизнедеятельности и экстрактов из клеток некоторых грибов выявлены вещества, обладающие токсическими свойствами (микотоксины). С ними связано растворение эритроцитов, повреждение эпителия кожи и ее придатков и слизистых, клеток различных органов. Многие грибы обладают гиалуронидазной активностью. Важную патогенетическую роль играют полисахариды некоторых дерматофитов в развитии васкулитов, доказана токсичность некоторых липидов из культур дрожжеподобных грибов.

30. Нормальная микрофлора тела (микробиота). Роль в норме и при патологии.

Нормальная микрофлора играет важную роль в защите организма от патогенных микробов, например стимулируя иммунную систему, принимая участие в реакциях метаболизма. В то же время эта флора способна привести к развитию инфекционных заболеваний.

Большая часть инфекций, вызываемых представителями нормальной микрофлорой, носит оппортунистический характер. Нормальная микрофлора составляет конкуренцию для патогенной; механизмы подавления роста последней достаточно разнообразны. Основной механизм — избирательное связывание нормальной микрофлорой поверхностных рецепторов клеток, особенно эпителиальных. Большинство представителей постоянной микрофлоры проявляет выраженный антагонизм в отношение патогенных видов. Эти свойства особенно ярко выражены у бифидобактерий и лактобацилл; антибактериальный потенциал формируется секрецией кислот, спиртов, лизоцима, бактериоцинов и других веществ. Кроме того, высокая концентрация указанных продуктов ингибирует метаболизм и выделение токсинов патогенными видами.

Нормальная микрофлора — неспецифический стимулятор иммунной системы; антигены представителей нормальной микрофлоры вызывают образование антител в низких титрах. Они преимущественно представлены IgA, выделяющимися на поверхность слизистых оболочек. IgA составляют основу местной невосприимчивости к проникающим возбудителям и не дают возможности комменсалам проникать в глубокие ткани.

Нормальная кишечная микрофлора играет огромную роль в метаболических процессах организма и поддержании их баланса. Метаболизм некоторых веществ включает печёночную экскрецию (в составе жёлчи) в просвет кишечника с последующим возвратом в печень; подобный печёночно-кишечный круговорот характерен для некоторых половых гормонов и солей жёлчных кислот. Эти продукты экскретируются, как правило, в форме глюкуронидов или сульфатов, не способных в этом виде к обратному всасыванию. Всасывание обеспечивают кишечные бактерии, вырабатывающие глюкуронидазы и сульфатазы. Ведущая роль нормальной микрофлоры в обеспечении организма человека ионами Fe2+, Ca2+, витаминами К, D, группы В, никотиновой, фолиевой и пантотеновой кислотами.

Кишечные бактерии принимают участие в инактивации токсичных продуктов эндо- и экзогенного происхождения. Кислоты и газы, выделяющиеся в ходе жизнедеятельности кишечных микробов, оказывают благоприятное действие на перистальтику кишечника и своевременное его опорожнение.

31. Микрофлора кишечника, ее динамика у детей. Влияние вскармливания на характер микрофлоры кишечника ребенка.

В течение первых суток жизни начинается колонизация стерильного кишечника.

В ходе родов кожа и слизистые ребенка впервые соприкасаются с
микрофлорой родовых путей матери, воздуха, рук медицинского персонала. Вследствие этого кишечная микрофлора первых дней жизни ребенка представлена ассоциацией аэробов — микрококками, энтерококками, клостридиями,
стафилококками. К 4-5-му дню жизни видовой состав фекальной микрофлоры становится более разнообразным, появляются ассоциации неспорообразующих анаэробов (бифидобактерии, пептококки, пептострептококки, бактероиды и фузобактерии). Однако пока еще доминируют аэробные бактерии — лактобациллы, кокки, дрожжевые грибки.

Дальнейшее формирование аутомикрофлоры желудочно-кишечного тракта в основном зависит от типа вскармливания. При грудном вскармливании у здоровых доношенных детей уже в конце первой ,начале второй недели жизни в микробоценозе толстого кишечника за счет опережающих темпов роста отчетливо преобладает анаэробная составляющая (более 95%). Оставшаяся часть (около 4-5%) представлена разнообразными факультативными аэробами.

При искусственном вскармливании становление полноценной
микрофлоры кишечника существенно задерживается. Фактически
вместо эубиоза формируется дисбиоз. Самые неблагоприятные последствия для здоровья ребенка имеет недоразвитие бифидофлоры из-за дефицита бифидогеных факторов роста. Стимуляторы роста содержатся только в нативном женском молоке.

У ребенка отсутсвуют факторы местной антиинфекционной зашиты кишечника ребенка — секреторного иммуноглобулина класса IgA, лактоферрина, лизоцима, лактопероксидазы, интерферона, лимфоцитов и макрофагов. Эти уникальные компоненты также есть только в женском грудном молоке.

32. Дисбактериоз кишечника у детей: причины возникновения, последствия, диагностика. Пробиотические лечебно-профилактические препараты.
Факторами риска в развитии дисбактериоза у новорожденных детей являются: осложненное течение беременности и родов, бактериальный вагиноз и мастит у матери, низкая оценка по шкале Апгар и наличие реанимационных мероприятий у новорожденного, позднее прикладывание к груди, длительное пребывание в родильном доме. Возможности заселения кишечника агрессивными штаммами микроорганизмов окружающей среды способствует физиологическая незрелость моторной функции кишечника, наличие малых гнойных инфекций у новорожденного.

Факторами риска в развитии дисбактериоза у детей раннего возраста чаще всего могут быть: неблагоприятный преморбидный фон, раннее искусственное вскармливание, диспептические нарушения, частые ОРВИ и ОРВИ на 1-м году жизни, явления диатеза, рахита, анемии, гипотрофии, изменения в психоневрологическом статусе ребенка, инфекционная или соматическая патология.

При искусственном вскармливании становление полноценной
микрофлоры кишечника существенно задерживается. Фактически
вместо зубиоза формируется дисбиоз. Самые неблагоприятные последствия для здоровья ребенка имеет недоразвитие бифидофлоры из-за дефицита бифидогеных факторов роста. Стимуляторы роста содержатся только в нативном женском молоке.

Клиническими проявлениями дисбактериоза у детей следует считать: снижение колонизационной резистентности слизистой кишечника; синдром желудочно-кишечной диспепсии; аноректальный синдром; синдром гиповитаминоза В-группы и др., расстройства системы пищеварения и трофики; снижение детоксицирующей функции кишечной микрофлоры; нарушение иммунного статуса.

Коррекция дисбактериозов у детей включает: соблюдение диеты с учетом основного заболевания и типа диспептических проявлений, проведение энтеросорбции, включение пробиотиков или пребиотиков, ферментных препаратов. В зависимости от степени компенсации дисбактериоза, а именно при субкомпенсированной форме, целесообразным следует считать включение специфических бактериофагов. При декомпенсированном дисбиозе рекомендуется лечение в условиях стационара

Пробиотики – живые организмы и вещества микробного происхождения, оказывающие благоприятное воздействие на физиологические, биохимические реакции организма. Основные лекарственные пробиотики: бифидобактерин, колибактерин, лактобактерин, бификол, бифилакт

33. Морфология, ультраструктура и классификация вирусов.

Основным структурным компонентом вирионов (полных вирусных частиц) является нуклеокапсид, т.е. белковый чехол (капсид) в котором заключен вирусный геном (ДНК или РНК). Нуклеокапсид большинства семейств вирусов окружен липопротеиновой оболочкой. Между оболочкой и нуклеокапсидом у некоторых вирусов (орто-, парамиксо-, рабдо-, фило- и ретровирусов) находится негликозилированный матриксный белок, придающий дополнительную жесткость вирионам. Вирусы большинства семейств имеют оболочку, которая играет важную роль в инфекционности.

Капсид состоит из множества морфологически выраженных субъединиц (капсомеров), собранных из вирусных полипептидов строго определенным образом, в соответствии с относительно простыми геометрическими принципами. Белковые субъединицы, соединяясь друг с другом, образуют капсиды двух видов симметрии: изометрические и спиральные.

В состав суперкапсидной оболочки входят липиды (до 20—35%) и углеводы (до 7—8%), имеющие клеточное происхождение. Она состоит из двойного слоя клеточных липидов и вирусспецифических белков, расположенных снаружи и изнутри липидного бислоя.

Классифифкация:

1. Класс I: вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК

Вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК для репликации попадают в ядро клетки, так как им требуется клеточная ДНК-полимераза. Также репликация ДНК этих вирусов сильно зависит от стадии клеточного цикла. В некоторых случаях вирус может вызывать деления клетки, что может приводить к раковому перерождению. Примерами таких вирусов являются Herpesviridae, Adenoviridae иPapovaviridae.

2. Класс II: вирусы, содержащие одноцепочечную ДНК

Вирусы семейств Circoviridae и Parvoviridae реплицируют геномную ДНК в ядре и в ходе репликации образуют интермедиат — двуцепочечную ДНК.

3. Класс III: вирусы, в которых РНК способна к репликации (редупликации)

Как и большинство РНК-вирусов, представители класса III реплицируют геномную РНК в цитоплазме и используют полимеразы хозяина в меньшей степени, чем ДНК-вирусы. Класс III включает в себя два крупных семейства — Reoviridae и Birnaviridae. Репликация моноцистронная, геном сегментирован, каждый ген кодирует один белок.

4. Класс IV: вирусы, содержащие одноцепочечную (+)РНК

Непосредственно на (+) геномной РНК вирусов IV класса может идти синтез белка на рибосомах клетки хозяина. Вирусы классифицируют на две группы, в зависимости от особенностей РНК:

- у вирусов с полицистронной мРНК трансляция приводит к образованию полипротеина, который затем разрезается на зрелые белки. С одной цепи РНК может синтезироваться несколько разных белков, что снижает длину генов.

-вирусы со сложной трансляцией — синтез белка идет со сдвигом рамки считывания, также используется протеолитический процессинг полипротеинов. Эти механизмы обеспечивают синтез разных белков с одной цепи РНК.

Примеры вирусов данного класса включают представителей семейств Astroviridae, Caliciviridae, Coronaviridae, Flaviviridae, Picornaviridae, Arteriviridae и Togaviridae.

5. Класс V: вирусы, содержащие одноцепочечную (−)РНК

Геномные РНК вирусов класса V не могут быть транслированы на рибосомах клетки хозяина, предварительно требуется транскрипция вирусными РНК-полимеразами в (+)РНК. Вирусы пятого класса классификации по Балтимору классифицируют на две группы:

- вирусы, содержащие несегментированный геном, на первом этапе репликации происходит транскрипция (−)РНК вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразой в моноцистронную мРНК, и далее синтезируются дополнительные копии (+)РНК, служащие матрицами для синтеза геномных (−)РНК. Репликация геномных РНК таких вирусов осуществляется в цитоплазме.

- вирусы с сегментированными геномами, репликация геномных РНК которых происходит в клеточном ядре, вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза синтезирует моноцистронные мРНК с каждого сегмента генома. Наибольшим отличием данной группы вирусов от другой группы пятого класса состоит в том, что репликация осуществляется в двух местах.

Представители данного класса входят в состав семейств: Arenaviridae, Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae, Bunyaviridae, Filoviridae, Deltaviridae и Rhabdoviridae.

6. Класс VI: вирусы, содержащие одноцепочечную (+)РНК, реплицирующиеся через стадию ДНК

Наиболее хорошо изученным семейством данного класса вирусов, являются ретровирусы. Вирусы класса VI используют фермент обратную транскриптазу для превращения (+)РНК в ДНК. Вместо использования РНК в качестве матрицы для синтеза белков, вирусы этого класса используют матрицу ДНК, которая встраивается в геном хозяина ферментом интегразой. Дальнейшая репликация происходит при помощи полимераз клетки хозяина. Наиболее хорошо изученным представителем данной группы вирусов является ВИЧ.

7. Класс VII: вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК, реплицирующиеся через стадию одноцепочечной РНК

Небольшая группа вирусов, в состав которой входит вирус гепатита В, представитель семейства Hepadnaviridae, имеют двуцепочечную геномную ДНК, которая ковалентно замкнута в форме кольца и является матрицей для синтеза мРНК вируса, а также субгеномных РНК. Субгеномная РНК служит матрицей для синтеза ДНК-генома ферментом обратной транскриптазой вируса.

34. Молекулярно-генетическое разнообразие вирусов. Варианты стратегии РНК-геномных вирусов.

Молекулярно-генетическое разнообразие:

1. Класс I: вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК

2. Класс II: вирусы, содержащие одноцепочечную ДНК

3. Класс III: вирусы, в которых РНК способна к репликации (редупликации)

4. Класс IV: вирусы, содержащие одноцепочечную (+)РНК

5. Класс V: вирусы, содержащие одноцепочечную (−)РНК

6. Класс VI: вирусы, содержащие одноцепочечную (+)РНК, реплицирующиеся через стадию ДНК

7. Класс VII: вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК, реплицирующиеся через стадию одноцепочечной РНК

Репродукция РНК (+) вирусов

1. Пикорнавирусы: репродукция данных вирусов включает раннюю и позднюю стадии. В раннюю стадию образуется большое количество копий РНК+ в процессе репликации. В позднюю стадию на синтезированных РНК+, выступающих в роли мРНК, транслируются белки капсида вируса. Поскольку вирусы данной группы не содержат суперкапсида, выход из клетки сопровождается массивными повреждениями ее мембраны и последующим лизисом.

2. Тогавирусы: после проникновения вируса в клетку синтезируется вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза и на матрице вирусной РНК+ синтезируется РНК-, служащая матрицей для синтеза двух новых цепей РНК+ (Короткой 26S и полной 42S). Полная нить служит для построения вирусных полипептидов, либо идет на построение генома дочерних вирусных частиц. Короткая же нить служит для трансляции на ней белков капсида и двух оболочечных белков, которые встраиваются в клеточную мембрану, модифицируют ее. Затем дочерние вирионы почкуются через измененные части мембраны.

3. Ретровирусы: молекулы РНК+ служат матрицей для образования молекулы ДНК- при помощи фермента РНК-зависимой ДНК-полимеразы (ревертазы, обратной транскриптазы). Далее на матрице ДНК- синтезируется цепь ДНК+, обе цепи соединяются в одну двойную и переносятся в ядро, где при помощи фермента интегразы встраиваются в клеточную ДНК. Вновь образованная ДНК транскрибируется в +РНК, которая может идти на построение вирусных белков, а также создание генома вируса. Зрелые вирионы выходят из клетки, отделяясь от нее почкованием.

Репродукция РНК(-) вирусов

Включает раннюю и позднюю стадию репродукции. В раннюю стадию при помощи вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы на матрице РНК- синтезируются полные и короткие цепи РНК+. В позднюю стадию репродукции из полных цепей РНК+ синтезируются РНК- цепи, составляющие геном дочерней популяции. На коротких РНК+ цепях синтезируются вирусные белки и ферменты, идущие на сборку капсида, а также модификацию участков клеточной мембраны, через которые будет осуществляться выход дочерних вирусных частиц.

Двухнитевые РНК-геномные вирусы

После высвобождения генома вируса в цитоплазме клетки, при помощи РНК-зависимой РНК-полимеразы осуществляет синтез молекул РНК+ на матрице одной нити РНК-. В результате синтезируется до 11 функциональных молекул мРНК, соответствующих по размерам одной нити РНК-. Все фрагменты транслируются в 11 первичных полипептидных продуктов, далее нарезаются с образованием 16 вторичных полипептидов. 7 первичных и 2 вторичных входят в состав вирусных частиц, а остальные выполняют каталитические и регуляторные функции. Параллельно синтезированная в ходе трансляции РНК-полимераза осуществляет синтез РНК- цепей на матрице РНК+ с последующим их соединением в двухнитевую молекулу РНК. Выход вирионов сопровождается гибеью клетки.

35. Методы культивирования вирусов. Способы бактериальной деконтаминации биосубстратов перед вирусологическим исследованием.

Для культивирования вирусов используют культуры клеток, куриные эмбрионы и чувствительных лабораторных животных. Эти же методы используют и для культивирования риккетсий и хламидий — облигатных внутриклеточных бактерий, которые не растут на искусственных питательных средах.
1. Культуры клеток. Культуры клеток готовят из тканей животных или человека. Культуры подразделяют на первичные (неперевиваемые), полуперевиваемые и перевиваемые.
Приготовление первичной культуры клеток складывается из нескольких последовательных этапов: измельчения ткани, разъединения клеток путем трипсинизации, отмывания полученной однородной суспензии изолированных клеток от трипсина с последующим суспендированием клеток в питательной среде, обеспечивающей их рост, например в среде 199 с добавлением телячьей сыворотки крови.
Перевиваемые культуры в отличие от первичных адаптированы к условиям, обеспечивающим им постоянное существование in vitro, и сохраняются на протяжении нескольких десятков пассажей.

Перевиваемые однослойные культуры клеток приготовляют из злокачественных и нормальных линий клеток, обладающих способностью длительно размножаться in vitro в определенных условиях. К ним относятся злокачественные клетки HeLa, первоначально выделенные из карциномы шейки матки, Нер-3 (из лимфоидной карциномы), а также нормальные клетки амниона человека, почек обезьяны и др.
К полуперевиваемым культурам относятся диплоидные клетки человека. Они представляют собой клеточную систему, сохраняющую в процессе 50 пассажей (до года) диплоидный набор хромосом, типичный для соматических клеток используемой ткани. Диплоидные клетки человека не претерпевают злокачественного перерождения и этим выгодно отличаются от опухолевых.
О размножении (репродукции) вирусов в культуре клеток судят по цитопатическому действию (ЦПД), которое может быть обнаружено микроскопически и характеризуется морфологическими изменениями клеток.
Характер ЦПД вирусов используют как для их обнаружения (индикации), так и для ориентировочной идентификации, т. е. определения их видовой принадлежности.
Один из методов индикации вирусов основан на способности поверхности клеток, в которых они репродуцируются, адсорбировать эритроциты — реакция гемадсорбции. Для ее постановки в культуру клеток, зараженных вирусами, добавляют взвесь эритроцитов и после некоторого времени контакта клетки промывают изотоническим раствором хлорида натрия. На поверхности пораженных вирусами клеток остаются прилипшие эритроциты.
Другой метод — реакция гемагглютинации (РГ). Применяется для обнаружения вирусов в культуральной жидкости культуры клеток либо хорионаллантоисной или амниотической жидкости куриного эмбриона.
Количество вирусных частиц определяют методом титрования по ЦПД в культуре клеток. Для этого клетки культуры заражают десятикратным разведением вируса. После 6—7-дневной инкубации их просматривают на наличие ЦПД. За титр вируса принимают наибольшее разведение, которое вызывает ЦПД в 50 % зараженных культур. Титр вируса выражают количеством цитопатических доз.
Более точным количественным методом учета отдельных вирусных частиц является метод бляшек.
Некоторые вирусы можно обнаружить и идентифицировать по включениям, которые они образуют в ядре или цитоплазме зараженных клеток.
2. Куриные эмбрионы. Куриные эмбрионы по сравнению с культурами клеток значительно реже бывают контаминированы вирусами и микоплазмами, а также обладают сравнительно высокой жизнеспособностью и устойчивостью к различным воздействиям.
Для получения чистых культур риккетсий, хламидий и ряда вирусов в диагностических целях, а также для приготовления разнообразных препаратов (вакцины, диагностикумы) используют 8—12-дневные куриные эмбрионы. О размножении упомянутых микроорганизмов судят по морфологическим изменениям, выявляемым после вскрытия эмбриона на его оболочках.
О репродукции некоторых вирусов, например гриппа, оспы, можно судить по реакции гемагглютинации (РГА) с куриными или другими эритроцитами.
К недостаткам данного метода относятся невозможность обнаружения исследуемого микроорганизма без предварительного вскрытия эмбриона, а также наличие в нем большого количества белков и других соединений, затрудняющих последующую очистку риккетсий или вирусов при изготовлении различных препаратов.
3. Лабораторные животные. Видовая чувствительность животных к определенному вирусу и их возраст определяют репродуктивную способность вирусов. Во многих случаях только новорожденные животные чувствительны к тому или иному вирусу (например, мыши-сосунки — к вирусам Коксаки). Преимущество данного метода перед другими состоит в возможности выделения тех вирусов, которые плохо репродуцируются в культуре или эмбрионе. К его недостаткам относятся контаминация организма подопытных животных посторонними вирусами и микоплазмами, а также необходимость последующего заражения культуры клеток для получения чистой линии данного вируса, что удлиняет сроки исследования.

Перед врусологическими исследованиями субстрат обрабатывают а/б (пенициллин, стрептомицин) для подавления сторонней микрофлоры и подвергается центрифигурованию для удаления крупных частиц. Также могут использовать химические вещества, либо воздействие низкими температурами.

36. Основные стадии репродукции вируса в клетке.

Репродукция вирусов осуществляется в несколько стадий, последовательно сменяющих друг друга: адсорбция вируса на клетке; проникновение вируса в клетку; «раздевание» вируса; биосинтез вирусных компонентов в клетке; формирование вирусов; выход вирусов из клетки.

1. Адсорбция. Взаимодействие вируса с клеткой начинается с процесса адсорбции, т. е. прикрепления вирусов к поверхности клетки. Это высокоспецифический процесс. Вирус адсорбируется на определенных участках клеточной мембраны — так называемых рецепторах. Клеточные рецепторы могут иметь разную химическую природу, представляя собой белки, углеводные компоненты белков и липидов, липиды. Число специфических рецепторов на поверхности одной клетки колеблется от 104 до 105. Следовательно, на клетке могут адсорбироваться десятки и даже сотни вирусных частиц.

2. Проникновение в клетку.Существует два способа проникновения вирусов животных в клетку: виропексис и слияние вирусной оболочки с клеточной мембраной. При виропексисе после адсорбции вирусов происходят инвагинация (впячивание) участка клеточной мембраны и образование внутриклеточной вакуоли, которая содержит вирусную частицу. Вакуоль с вирусом может транспортироваться в любом направлении в разные участки цитоплазмы или ядро клетки. Процесс слияния осуществляется одним из поверхностных вирусных белков капсидной или суперкапсидной оболочки. По-видимому, оба механизма проникновения вируса в клетку не исключают, а дополняют друг друга.

3. «Раздевание». Процесс «раздевания» заключается в удалении защитных вирусных оболочек и освобождении внутреннего компонента вируса, способного вызвать инфекционный процесс. «Раздевание» вирусов происходит постепенно, в несколько этапов, в определенных участках цитоплазмы или ядра клетки, для чего клетка использует набор специальных ферментов. В случае проникновения вируса путем слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной процесс проникновения вируса в клетку сочетается с первым этапом его «раздевания». Конечными продуктами «раздевания» являются сердцевина, нуклеокапсид или нуклеиновая кислота вируса.

4. Биосинтез компонентов вируса. Проникшая в клетку вирусная нуклеиновая кислота несет генетическую информацию, которая успешно конкурирует с генетической информацией клетки. Она дезорганизует работу клеточных систем, подавляет собственный метаболизм клетки и заставляет ее синтезировать новые вирусные белки и нуклеиновые кислоты, идущие на построение вирусного потомства.Реализация генетической информации вируса осуществляется в соответствии с процессами транскрипции, трансляции и репликации.

5. Формирование (сборка) вирусов. Синтезированные вирусные нуклеиновые кислоты и белки обладают способностью специфически «узнавать» друг друга и при достаточной их концентрации самопроизвольно соединяются в результате гидрофобных, солевых и водородных связей. Существуют следующие общие принципы сборки вирусов, имеющих разную структуру:

1. Формирование вирусов является многоступенчатым процессом с образованием промежуточных форм;

2. Сборка просто устроенных вирусов заключается во взаимодействии молекул вирусных нуклеиновых кислот с капсидными белками и образовании нуклеокапсидов (например, вирусы полиомиелита). У сложно устроенных вирусов сначала формируются нуклеокапсиды, с которыми взаимодействуют белки суперкапсидных оболочек (например, вирусы гриппа);

3. Формирование вирусов происходит не во внутриклеточной жидкости, а на ядерных или цитоплазматических мембранах клетки;

4. Сложно организованные вирусы в процессе формирования включают в свой состав компоненты клетки-хозяина (липиды, углеводы).

6. Выход вирусов из клетки. Различают два основных типа выхода вирусного потомства из клетки. Первый тип — взрывной — характеризуется одновременным выходом большого количества вирусов. При этом клетка быстро погибает. Такой способ выхода характерен для вирусов, не имеющих суперкапсидной оболочки. Второй тип — почкование. Он присущ вирусам, имеющим суперкапсидную оболочку. На заключительном этапе сборки нуклеокапсиды сложно устроенных вирусов фиксируются на клеточной плазматической мембране, модифицированной вирусными белками, и постепенно выпячивают ее. В результате выпячивания образуется «почка», содержащая нуклеокапсид. Затем «почка» отделяется от клетки. Таким образом, внешняя оболочка этих вирусов формируется в процессе их выхода из клетки. При таком механизме клетка может продолжительное время продуцировать вирус, сохраняя в той или иной мере свои основные функции.

Время, необходимое для осуществления полного цикла репродукции вирусов, варьирует от 5—6 ч (вирусы гриппа, натуральной оспы и др.) до нескольких суток (вирусы кори, аденовирусы и др.). Образовавшиеся вирусы способны инфицировать новые клетки и проходить в них указанный выше цикл репродукции.

37. Типы взаимодействия вируса и клетки (продуктивный, абортивный, интеграционный ).

Типы взаимодействия вируса с клеткой. Различают три типа взаимодействия вируса с клеткой: продуктивный, абортивный и ин-тегративный.

1. Продуктивный тип — завершается образованием нового поколения вирионов и гибелью (лизисом) зараженных клеток (цитоли-тическая форма). Некоторые вирусы выходят из клеток, не разрушая их (нецитолитическая форма).

2. Абортивный тип — не завершается образованием новых вирионов, поскольку инфекционный процесс в клетке прерывается на одном из этапов.

3. Интегративный тип, или вирогения — характеризуется встраиванием (интеграцией) вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их совместным сосуществованием (совместная репликация).

38. Вирусный онкогенез: современные представления.

ДНК– и РНК-вирусы могут стать причиной неоплазий. Существуют различные методики для выявления присутствия вирусного генома в клетке:

1) определение вирус-специфичных антигенов на инфицированных клетках;

2) методом гибридизации обнаруживаются вирус-специфичные последовательности нуклеиновых кислот;

3) обнаружение вирус-специфичной мРНК.

Онкогенные РНК-вирусы. Онкогенные РНК-вирусы являются причиной многих новообразований у экспериментальных животных. Роль ретровирусов была доказана и для некоторых опухолей человека.

Онкогенные ДНК-вирусы. Несколько групп ДНК-вирусов могут быть причиной новообразований у человека.

Вирусы папилломы — эти вирусы вызывают доброкачественные эпителиальные новообразования в коже и слизистых оболочках, включая обычные бородавки, остроконечные кондиломы и рецидивирующие папилломы гортани. Системная терапия папилломавирусной инфекции включает в себя удаление папилломы и лечение противовирусными препаратами

Вирус Эпштейна—Барра (EBV) – этот герпес-вирус является причиной инфекционного мононуклеоза – широко распространенного острого инфекционного заболевания. Также он причастен к развитию лимфомы Беркита и назофарингеального рака.

Вирус гепатита В – этот вирус, как полагается, является причиной печеночноклеточого рака в Африке, где наблюдается высокая заболеваемость гепатитом В и имеется большое количество носителей данного вируса.

Суть вирусно-генетической: теории заключается в том, что вирус впрыскивает свой геном в геном клетки. Обосновавшись в клеточной ДНК, ген вируса становится частью наследственного аппарата клетки, размножается вместе с ней и таким образом сохраняется в дочерних поколениях. При благоприятных условиях (например, под влиянием мутагенов) ген вируса из латентного состояния переходит в активное, что приводит к стойким наследственным изменениям клетки. Клетка превращается из нормальной в опухолевую, которая и служит затем источником роста опухоли

В неизмененной форме клеточные протоонкогены не способны трансформировать клетки. Эту способность они приобретают, если по тем или иным причинам изменяется их структура или нарушается контроль над ними, что приводит соответственно к продукции структурно измененного белка либо к избыточной, неадекватной или аномальной их экспрессии. В опухолевых клетках активные протоонкогены называются клеточными онкогенами, или трансформирующими генами. При переносе этих генов из трансформированных клеток в нормальные они способны превращать их в опухолевые.

39. Особенности противовирусной химиотерапии.

Использование противовирусных соединений для химиотерапии и химиопрофилактики вирусных болезней представляет собой относительно новый раздел в учении об инфекционных болезнях, особенно если сравнить его с более чем 40-летним опытом использования противобактериальных антибиотиков. Принципы, лежащие в основе применения противовирусных соединений, были смоделированы после успешного использования препаратов для лечения бактериальных инфекций, что показано в гл. 88. Однако приложение этих принципов к противовирусной химиотерапии и химиопрофилактике сталкивается с рядом специфических проблем.
Во-первых, противовирусные соединения должны обладать избирательностью высокой степени, что обусловлено биологическими свойствами вирусов. Бактерии могут размножаться вне клетки и использовать для этого метаболические и структурные механизмы, значительно отличающиеся от тех, которые действуют в клетках млекопитающих. Однако вирусы размножаются только внутри клетки и часто эксплуатируют для синтеза вирусных частиц ферменты, макромолекулы и органеллы клетки-хозяина. В связи с этим безопасные и эффективные противовирусные соединения должны с высокой степенью надежности различать клеточные и вирусспецифические функции. Ингибиторы вирусной репликации, не обладающие такой селективностью, скорее всего, будут слишком токсичны для клинического применения.
Во-вторых, учитывая природу вирусной репликации, оценка чувствительности выделенных вирусов к противовирусным препаратам, проводимая в условиях in vitro, должна выполняться в сложной культуральной системе, состоящей из живых клеток (культура ткани). Результаты таких исследований варьируют в широких пределах и зависят от типа клеток используемой тканевой культуры и от условия проведения эксперимента. Кроме того, точная связь между чувствительностью изолированных вирусов in vitro и исходом противовирусной терапии еще до конца не изучена.
В-третьих, информация о фармакокинетике противовирусных препаратов, в частности в различных клинических условиях, ограничена, в особенности если сравнить ее с имеющимися данными о фармакокинетике антибактериальных антибиотиков. Для таких препаратов, как ацикловир, имеется много предварительных фармакокинетических данных. В то же время для других (ремантадин) объем существующей информации ограничен. Методы определения концентраций противовирусных препаратов, в частности их активных форм внутри клеток, не имеют еще широкого распространения. Имеется лишь несколько положений, в соответствии с которыми следует подбирать дозы препаратов для достижения максимальной противовирусной активности при минимальной токсичности. В связи с этим клиническое использование противовирусных веществ должно сочетаться с постоянной готовностью к возникновению побочных эффектов или токсических осложнений.
В-четвертых, очевидно, что чрезвычайно сложная система защиты организма хозяина играет важнейшую роль в течении вирусной инфекции. Наличие или отсутствие предшествующего иммунитета и способность обеспечить гуморальный и/или клеточный иммунный ответ являются особенно важными детерминантами исхода вирусной инфекции. Например, глубокая иммуносупрессия может привести к развитию инфекции, при которой имеет место длительная вирусная репликация. Подавление вирусной репликации в этом случае с помощью противовирусного препарата может быть особенно эффективной. С другой стороны, если защитные механизмы макроорганизма глубоко угнетены, как, например, после пересадки костного мозга, противовирусная терапия может быть сравнительно неэффективна. При использовании или изучении эффективности противовирусных препаратов необходимо учитывать состояние защитных механизмов макроорганизма и их взаимодействие с противовирусными соединениями.
В заключение, как и при противобактериальной терапии, оптимальное использование противовирусных соединений требует точного и своевременного диагноза. При некоторых вирусных инфекциях, таких как опоясывающий герпес, проявления болезни настолько характерны, что диагноз может быть поставлен только на основании клинических данных. При других вирусных инфекциях, таких как грипп А, для постановки предварительного диагноза с высокой степенью точности может быть использована эпидемиологическая информация (например, сведения о массовых вспышках заболеваний). Однако при большинстве вирусных инфекций, включая энцефалит, вызванный вирусом простого герпеса, цитомегаловирусную инфекцию и острый вирусный гастроэнтерит, диагноз только на основании клинических данных не может быть поставлен с достаточной надежностью. Для этих случаев крайне необходимы быстрые, неинвазивные диагностические методы. Для создания таких тестов прилагаются значительные усилия.

40. Природа прионов и прионовых болезней (куру, болезни Герстманна-Штрейсслера, Крейтцфельдта-Якоба, смертельной семейной бессонницы и др.).

Прион - это уникальный патоген, не имеющий нуклеиновой кислоты. Это белковая частица, проявляющая инфекционные свойства. Прион получил название из сочетаний двух сокращенных слов, обозначающих протеин(белок) и инфекционный. Отсутствие у него нуклеиновой кислоты возводит его в ранг самостоятельных форм существования материи. Он обладает устойчивостью к кипячению, действию формальдегида и 70 % этанола. Очень чувствителен к действию веществ, модифицирующих белки. Прион является возбудителем медленных инфекций человека - куру, болезни Крейтфельдта-Якоба, синдрома Герстмана-Страусслера-Шайнкера и амиотрофического лейкоспонгиоза, а также нескольких болезней животных. Заболевания, вызываемые прионом характеризуются поражением центральной нервной системы и смертью в течение 0,5-3 и более лет. Прионовые поражения людей не сопровождаются иммунным ответом.

Американский биохимик S. Prusinner в 80-е годы показал, что возбудителем этих заболеваний является низкомолекулярный белок, который был назван им белок инфекционный прионный, а в качестве инфекционной единицы его назвали прионом.

В последние годы у людей были выявлены: ген (PRNP), который контролирует синтез клеточного прионного белка; PrP – прионный белок; PrP^C – неинфекционный прионный белок: PrP^SC – прионный белок инфекционный; прионные палочки – это белковые структуры мозговой ткани зараженного человека. Ген локализован в 20 хромосоме.

PrP^C – это клеточный прионный белок. Он имеет жизненноважное значение для многих людей. Белок имеет значение в выживании клеток Пуркинье, активации лимфоцитов, в регуляции сна. Выявлено, что при нарушениях функции этого белка возникают смертельные семейные бессоницы. Продолжительность полураспада белка 5-6 дней. После синтеза он транспортируется через аппарат Гольджи из клетки на ее поверхность и связывается там с гликофосфатидом.

Прионный ген имеет 20 типов мутаций, которые связаны с семейными болезнями. Например, мутация в 102 кодоне пролина на лейцин связана с болезнью Герстмана. Мутации в 178 кодоне связаны с заболеванием Крейтцфельда-Якоба и семейной бессоницей. Есть и другие конформационные изменения, действующие на переход в инфекционную форму.

Было установлено, что переход нормального прионного белка в инфекционный связан с конформационными изменениями. Например, белок PrP^C содержит 40 % a-спиралей и не содержит b-тяжей. Инфекционный белок PrP^SC содержит 30 % a-спиралей и 45 % b-тяжей. Идет перестройка укладки белка и другие причины при переходе в инфекционный белок. При отсутствии в геноме организма прионного гена, заболевания прионного характера у таких людей не отмечены.

Существуют несколько форм неконвекционных инфекций (неклассифицированных или вызываемых дефектными частицами). К ним относят куру, болезнь Кройтцфельдта-Якоба, синдром Герстмана-Страусслера-Шайнкера, амиотрофический лейкоспонгиоз и др. болезни людей и животных. Они имеют определенные особенности, но их объединяет нечеткость иммунных реакций и , самое главное - необычный возбудитель, названный прионом.

Куру, медленная инфекция, возникшая в восточных регионах Новой Гвинеи, среди тех племен, которые употребляли в пищу мозг, но не мясо людей. Болезнь характеризуется расстройством координации движений, дрожанием, психоэмоциональными расстройствами, эйфорией и пр. Смерть наступает через год или полтора. Лабораторная диагностика куру основана на биологической пробе (заражение мышей-сосунков). При заражении таких мышей в мозг получают симптомы куру.

Болезнь Кройтцфельдта-Якоба. В 1920 г была впервые описана прогрессирующая деменция у женщины. Заражение этой болезнью возможно при употреблении мозга или мяса животных плохо термически обработанного. Инкубационный период может быть до 20 лет. Болезнь проявляется нарушением зрения, болями в конечностях, затем слабоумием с миопией, паркинсонизмом и смертью. Болезнь распространена в странах США, Англии и др. европейских странах.

Синдром Герстмана-Страусслера-Шайнкера, медленная инфекция, наследственная, характеризуется дегенеративными поражениями ЦНС. Заболевают лица молодого возраста. Утрачиваются рефлексы ног, нарушается глотание, гипотония и слабоумие. Смерть через 4- 5 лет. Диагностика аналогична.

Амиотрофический лейкоспонгиоз, медленная инфекция. Первые случаи отмечены в Белоруссии (1957). Болезнь характеризуется атрофическими парезами скелетных мышц с расстройствами дыхания и смертельным исходом. Инкубационный период 3-14 лет. Болезнь диагностируется аналогично с другими медленными инфекциями.

Спонгиоформная энцефалопатия, медленная инфекция, зооноз, заражается скот при скармливании ему мясной муки из туш павших овец. Человек заражается при употреблении мяса плохо термически обработанного или через микротравмы. Опасность представляют биопрепараты, приготовленные из больных животных. Инкубационный период до 35 лет. Доминирует губчатое перерождение мозга человека, прогрессирует слабость. В клинике этой болезни отмечают нарушение двигательной активности, смерть наступает через полгода или год. Диагностика аналогична остальным медленным инфекциям.

Блок II.

1. Понятие об инфекции и инфекционном заболевании. Периоды развития инфекционной болезни.

Инфекция(infectio – заражение) – процесс проникновения микроорганизма в макроорганизм и его размножение в нем.

Инфекционный процесс – процесс взаимодействия микроорганизма и организма человека.

С биологической точки зрения инфекционный процесс – эторазновидность паразитизма, когда один вид (паразит) использует другой вид (хозяин) как источник питания и место обитания, нанося ему вред.

Инфекционный процесс имеет различные проявления: от бессимптомного носительства до инфекционного заболевания (с выздоровлением или летальным исходом).

Инфекционная болезнь - это крайняя форма инфекционного процесса.

Для инфекционной болезни характерно:

1) наличие определенного живого возбудителя;

2) заразность, т.е. возбудители могут передаваться от больного человека здоровым, что приводит к широкому распространению заболевания;

3) наличие определенного инкубационного периода ихарактерная последовательная смена периодов в течение болезни (инкубационный, продромальный, манифестный (разгар болезни), рековалесценции (выздоровление));

4) развитие характерных для данного заболевания клинических симптомов;

5) наличие иммунного ответа (более или менее продолжительный иммунитет после перенесения заболевания, развитие аллергических реакций при наличии возбудителя в организме и др.)

Названия инфекционных болезней формируются от названия возбудителя (вида, рода, семейства) с добавлением суффиксов "оз" или "аз" (сальмонеллез, риккетсиоз, амебиаз и пр.).

Развитие инфекционного процесса зависит:

1) от свойств возбудителя;

2) от состояния макроорганизма;

3) от условий окружающей среды, которые могут влиять как на состояние возбудителя, так и на состояние макроорганизма.

При любой клинически манифестной инфекционной болезни различают следующие периоды:

1. Инкубационный (скрытый) период (ИП);

2. Период предвестников, или продромальный период;

3. Период основных проявлений болезни;

4. Период угасания (спада клинических проявлений) болезни;

5. Период выздоровления (реконвалесценция: ранняя и поздняя, с остаточными явлениями или без них).

Инкубационный период - это время, проходящее от момента заражения до появления первых признаков заболевания. При каждом инфекционном заболевании ИП имеет свою продолжительность, иногда строго определенную, иногда колеблющуюся, поэтому принято выделять среднюю продолжительность ИП при каждом из них. Во время этого периода происходят размножение возбудителя и накопление токсинов до критической величины, когда соответственно данному виду микроба возникают первые клинические проявления болезни. Во время ИП происходят сложные процессы на доклеточном и клеточном уровнях, но еще нет органных и системных проявлений болезни.

Период предвестников, или продромальный период, наблюдается не при всех инфекционных болезнях и длится обычно 1-2-3 дня. Он характеризуется начальными болезненными проявлениями, не имеющими каких-либо характерных клинических черт, свойственных определенной инфекционной болезни. Жалобами больных в этот период являются общее недомогание, небольшая головная боль, боль и ломота в теле, познабливание и умеренная лихорадка.

Период основных проявлений болезни, так называемый «стационарный» период, в свою очередь может быть разделен на стадию нарастания болезненных явлений, период разгара болезни и ее спада. Во время нарастания и разгара болезни появляются в определенной последовательности (этапности) основные клинические проявления, характеризующие ее как самостоятельную клинически очерченную болезнь. В периоды нарастания и разгара болезни в организме заболевшего происходит максимальное накопление возбудителя и связанных с его жизнедеятельностью токсических веществ: экзо- и эндотоксинов, а также неспецифических факторов интоксикации и воспаления. Влияние экзотоксинов на организм человека по сравнению с эндотоксинами более определенное, порой четко локальное, с присущим данному заболеванию поражением анатомических структур органов и тканей. Действие различных эндотоксинов хотя и менее дифференцировано, но все же может различаться при разных болезнях не только степенью выраженности, но и некоторыми особенностями.

Период выздоровления проявляется снижением выраженности симптомов болезни, прежде всего лихорадки. Снижение повышенной температуры тела может быть быстрым (критическое падение температуры) и медленным, постепенным (литическое снижение температуры). У больных появляется аппетит, нормализуется сон, наблюдается прибавка сил, восстановление потерянной во время болезни массы тела; появляется интерес к окружающему, нередко капризность и повышенная требовательность внимания к своей персоне, что связано с астенизацией и нарушением адаптационных механизмов.

2. Особенности внутриутробного инфекционного процесса (эмбриопатии и фетопатии). Пути заражения плода.

Внутриутробные инфекции — инфекционное заболевание и процессы, которые вызываются возбудителями, проникающими к плоду от инфицированной матери до родов или при прохождении ребенка по родовым путям.

Внутриутробная инфекция — потенциальная опасность для здоровья неродившегося ребенка. В этих случаях плод заражается от больной матери инфекциями, которые могут быть причиной множественных врожденных пороков развития головного или спинного мозга, сердца, а также слепоты, глухоты и даже гибели плода или новорожденного. Все возбудители внутриутробной инфекции зарубежными исследователями объединены под термином TORCH (по первым буквам английских названий токсоплазмоза, краснухи, цитомегаловируса, герпеса). Следует отметить, что в большинстве случаев эти инфекции протекают бессимптомно. Иногда после непродолжительного легкого заболевания возбудитель продолжает долгие годы находиться в организме женщины. В латентном состоянии он не представляет опасности для плода: иммунитет матери его надежно защищает. Лишь первичное заражение токсоплазмозом, цитомегаловирусной инфекцией, хламидиозом, герпесом в первые 3 месяца беременности либо обострение персистирующей (т.е. скрытно текущей инфекции) из-за стресса или медикаментозного угнетения иммунитета опасны для плода.

Распространенность ВУИ: 20-30% женщин детородного возраста инфицированы токсоплазмозом, 50-70% — вирусом цитомегалии, простого герпеса и др.
Этиология: вирусы, микоплазмы, хламидии, простейшие, грибы, бактерии.
У матери инфекционный процесс может протекать как острый, субклинический, латентный. Особое значение имеет мочеполовая инфекция у матери как источник возбудителя при генерализованной ВУИ (пиелонефрит, воспаление придатков, влагалища и др.). В матке большое время в маленьком количестве могут сохраняться стафилококки, стрептококки, кишечная флора, листерии, токсоплазмы, палочки Коха, грибы, вызывая хронические заболевания мочеполовой сферы у женщины.
В половых путях могут паразитировать и вызывать хронический процесс вирусы цитомегалии, герпеса, гепатита В, микоплазмы, хламидии. Во время беременности, в связи с особенностями гормонального фона и иммунологической реактивности, кровоснабжения половых органов, возбудители в очагах хронической инфекции активизируются и проникают к плоду. Меньшее значение для инфицирования плода имеют другие хронические очаги инфекции не мочеполовой сферы у женщины, такие как хронический холецистит, хронический тонзиллит, хроническая пневмония и др.
Пути проникновения возбудителя могут быть различны. Антенатально инфекционный агент попадает к плоду гематогенно или через инфицированные околоплодные воды внутрь, на кожу, в легкие, в глаза. Околоплодные воды матери могут быть инфицированы восходящим путем из влагалища и нисходящим путем из маточных труб, через околоплодные оболочки при эндометрите, плацентите, а также самим плодом, инфицированным гематогенно и выделяющим инфицированный агент с мочой, калом.
Бактериальные возбудители чаще всего инфицируют плод интранатально, вызывая у некоторых детей тяжелые бактериальные инфекции, вплоть до сепсиса (стрептококк группы В, кишечная палочка, синегнойная палочка, цитробактер, клебсиелла, протей).
Возбудитель, проникая к эмбриону или плоду, оседает в тканях и вызывает воспаление. Большое значение имеет время проникновения инфекционного возбудителя:

1. Бластопатии: проникновение возбудителя к зародышу в первые 14 дней беременности в период бластогенеза приводит к гибели зародыша, внематочной беременности, грубым порокам развития с нарушением формирования оси зародыша, что вызывает возникновение таких грубых пороков, как цикло-пия, редкие пороки близнецов, грубые пороки развития, несовместимые с жизнью, самопроизвольные аборты.

2. При инфицировании эмбриона в период эмбриогенеза (с 16-го по 75-й день) возникают эмбриопатии — пороки развития отдельных органов и систем, тератомы, прерывание беременности. Грубые пороки развития, приводящие к выкидышам, особенно часто формируются в первые 8 недель беременности. Важную роль в формировании инфекционных эмбриопатии играют вирусы краснухи, цитомегалии, герпеса, гепатита В.

3. При попадании инфекционного агента к плоду (с 76-го дня по 280-й день беременности) возникают фетопатии. Фетальный период делится на ранний (3 месяца — 7 меяцев) и поздний (с 7 месяцев до рождения).

В ранний фетальный период происходит дифференциация тканей уже заложенных органов и систем. Если плод инфицируется в этот период, то происходит нарушение дифференцировки тканей с развитием склероза в результате разрастания соединительной ткани. Примерами ранних фетопатии могут быть цирроз печени, гидроцефалия, микроцефалия, гидронефроз, фиброэластоз сердца.
Если плод инфицируется в позднем фетальном периоде, когда происходит развитие органов и систем, то возможно рождение ребенка с ЗВУР — задержкой внутриутробного развития, клиникой инфекционного процесса, возможны преждевременные роды, асфиксия в родах, нарушение адаптации новорожденного.

3. Экзотоксины и эндотоксины бактерий. Анатоксины: получение, применение.

Важную роль в развитии инфекционного процесса играют токсины. По биологическим свойствам бактериальные токсины делятся на экзотоксины и эндотоксины.
Экзотоксины продуцируют как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии. По своей химической структуре это белки. По механизму действия экзотоксина на клетку различают несколько типов: цитотоксины, мембранотоксины, функциональные блокаторы, эксфолианты и эритрогемины. Механизм действия белковых токсинов сводится к повреждению жизненно важных процессов в клетке: повышение проницаемости мембран, блокады синтеза белка и других биохимических процессов в клетке или нарушении взаимодействия и взаимокоординации между клетками. Экзотоксины являются сильными антигенами, которые и индуцируют образование в организме антитоксинов.

По молекулярной организации экзотоксины делятся на две группы:
1. Экзотоксины, состоящие из двух фрагментов;

2. Экзотоксины, составляющие единую полипептидную цепь.

По степени связи с бактериальной клетки экзотоксины делятся условно на три класса.
1. Класс А - токсины, секретируемые во внешнюю среду;

2. Класс В - токсины частично секретируемые и частично связанные с микробной клеткой;
3. Класс С - токсины, связанные и с микробной клеткой и попадающие в окружающую среду при разрушении клетки.

Экзотоксины обладают высокой токсичностью. Под воздействием формалина и температуры экзотоксины утрачивают свою токсичность, но сохраняют иммуногенное свойство. Такие токсины получили название анатоксины и применяются для профилактики заболевания столбняка, гангрены, ботулизма, дифтерии, а также используются в виде антигенов для иммунизации животных с целью получения анатоксических сывороток. Получают анатоксины по правилу Г. Рамона (первым получил дифтерийный анатоксин)-правило трех 4: добавляют к экзотоксину 0,4% раствор формалина, выдерживают 4 недели в термостате при температуре 40^о.

Эндотоксины по своей химической структуре являются липополисахаридами, которые содержатся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий и выделяются в окружающую среду при лизисе бактерий. Эндотоксины не обладают специфичностью, термостабильны, менее токсичны, обладают слабой иммуногенностью. При поступлении в организм больших доз эндотоксины угнетают фагоцитоз, гранулоцитоз, моноцитоз, увеличивают проницаемость капилляров, оказывают разрушающее действие на клетки. Микробные липополисахариды разрушают лейкоциты крови, вызывают дегрануляцию тучных клеток с выделением вазодилататоров, активируют фактор Хагемана, что приводит к лейкопении, гипертермии, гипотонии, ацидозу, диссеминированной внутрисосудистой коагуляции (ДВК).
Эндотоксины стимулируют синтез интерферонов, активируют систему комплемента по классическому пути, обладают аллергическими свойствами.
При введении небольших доз эндотоксина повышается резистентность организма, усиливается фагоцитоз, стимулируются В-лимфоциты. Сыворотка животного иммунизированного эндотоксином обладает слабой антитоксической активностью и не нейтрализует эндотоксин.

Патогенность бактерий контролируется тремя типами генов: гены - собственной хромосомами, гены, привнесенные плазмидами и умеренными фагами.

Неоторые бактерии способны синтезировать и экзо- и эндотоксин, например, E.coli.

4. Патогенность и вирулентность. Основные механизмы и факторы патогенности микро-бов.

Патогенность — видовой признак, передающийся по наследству, закрепленный в геноме микроорганизма, в процессе эволюции паразита, т. е. это генотипический признак, отражающий потенциальную возможность микроорганизма проникать в макроорганизм (инфективность) и размножаться в нем (инвазионность), вызывать комплекс патологических процессов, возникающих при заболевании.
Фенотипическим признаком патогенного микроорганизма является его вирулентность, т.е. свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма и т.д.). Вирулентность можно повышать, понижать, измерять, т.е. она является мерой патогенности. Количественные показатели вирулентности могут быть выражены в DLM (минимальная летальная доза), DL₅₀ (доза, вызывающая гибель 50 % экспериментальных животных). При этом учитывают вид животных, пол, массу тела, способ заражения, срок гибели.
К факторам патогенности относят способность микроорганизмов прикрепляться к клеткам (адгезия), размещаться на их поверхности (колонизация), проникать в клетки (инвазия) и противостоять факторам защиты организма (агрессия).
1. Адгезия является пусковым механизмом инфекционного процесса. Под адгезией понимают способность микроорганизма адсорбироваться на чувствительных клетках с последующей колонизацией. Структуры, ответственные за связывание микроорганизма с клеткой называются адгезинами и располагаются они на его поверхности. Адгезины очень разнообразны по строению и обусловливают высокую специфичность - способность одних микроорганизмов прикрепляться к клеткам эпителия дыхательных путей, других - кишечного тракта или мочеполовой системы и т.д. На процесс адгезии могут влиять физико-химические механизмы, связанные с гидрофобностью микробных клеток, суммой энергии притяжения и отталкивания. У грамотрицательных бактерий адгезия происходит за счет пилей I и общего типов. У грамположительных бактерий адгезины представляют собой белки и тейхоевые кислоты клеточной стенки. У других микроорганизмов эту функцию выполняют различные структуры клеточной системы: поверхностные белки, липополисахариды, и др.
2. Инвазия. Под инвазивностью понимают способность микробов проникать через слизистые, кожу, соединительно-тканные барьеры во внутреннюю среду организма и распространятся по его тканям и органам. Проникновение микроорганизма в клетку связывается с продукцией ферментов, а также с факторами подавляющими клеточную защиту. Так фермент гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав межклеточного вещества, и, таким образом, повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани. Нейраминидаза расщепляет нейраминовую кислоту, которая входит в состав поверхностных рецепторов клеток слизистых оболочек, что способствует проникновению возбудителя в ткани.
3. Агрессия. Под агрессивностью понимают способность возбудителя противостоять защитным факторам макроорганизма. К факторам агрессии относятся: протеазы - ферменты, разрушающие иммуноглобулины; коагулаза - фермент, свертывающий плазму крови; фибринолизин - растворяющий сгусток фибрина; лецитиназа - фермент, действующий на фосфолипиды мембран мышечных волокон, эритроцитов и других клеток. Патогенность может быть связана и с другими ферментами микроорганизмов, при этом они действуют как местно, так и генерализованно.
Важную роль в развитии инфекционного процесса играют токсины. По биологическим свойствам бактериальные токсины делятся на экзотоксины и эндотоксины.
3.1 Экзотоксины продуцируют как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии. По своей химической структуре это белки. По механизму действия экзотоксина на клетку различают несколько типов: цитотоксины, мембранотоксины, функциональные блокаторы, эксфолианты и эритрогемины. Механизм действия белковых токсинов сводится к повреждению жизненно важных процессов в клетке: повышение проницаемости мембран, блокады синтеза белка и других биохимических процессов в клетке или нарушении взаимодействия и взаимокоординации между клетками. Экзотоксины являются сильными антигенами, которые и индуцируют образование в организме антитоксинов.Экзотоксины обладают высокой токсичностью. Под воздействием формалина и температуры экзотоксины утрачивают свою токсичность, но сохраняют иммуногенное свойство. Такие токсины получили название анатоксины и применяются для профилактики заболевания столбняка, гангрены, ботулизма, дифтерии, а также используются в виде антигенов для иммунизации животных с целью получения анатоксических сывороток.
3.2 Эндотоксины по своей химической структуре являются липополисахаридами, которые содержатся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий и выделяются в окружающую среду при лизисе бактерий. Эндотоксины не обладают специфичностью, термостабильны, менее токсичны, обладают слабой иммуногенностью. При поступлении в организм больших доз эндотоксины угнетают фагоцитоз, гранулоцитоз, моноцитоз, увеличивают проницаемость капилляров, оказывают разрушающее действие на клетки. Микробные липополисахариды разрушают лейкоциты крови, вызывают дегрануляцию тучных клеток с выделением вазодилататоров, активируют фактор Хагемана, что приводит к лейкопении, гипертермии, гипотонии, ацидозу, диссеминированной внутрисосудистой коагуляции (ДВК).
Эндотоксины стимулируют синтез интерферонов, активируют систему комплемента по классическому пути, обладают аллергическими свойствами.
При введении небольших доз эндотоксина повышается резистентность организма, усиливается фагоцитоз, стимулируются В-лимфоциты. Сыворотка животного иммунизированного эндотоксином обладает слабой антитоксической активностью и не нейтрализует эндотоксин.
Патогенность бактерий контролируется тремя типами генов: гены - собственной хромосомами, гены, привнесенные плазмидами и умеренными фагами.

5. Формы инфекций: экзогенная и эндогенная, очаговая и генерализованная, моно- и сме-шанная, вторичная, реинфекция и суперинфекция, персистирующая инфекция.

Инфекционный процесс – процесс взаимодействия микроорганизма и организма человека.

Инфекционная болезнь - это крайняя форма инфекционного процесса.

По происхождению инфекции делят на экзогенные и эндогенные.

1. Экзогенная инфекция возникает при попадании возбудителя в организм извне. Для экзогенной инфекции обязательно наличие трех элементов эпидемического процесса: источник инфекции, механизм передачи патогена, восприимчивый организм. Например, для сифилиса: источник инфекции - больной человек, механизм передачи патогена половой, восприимчивый организм - человек.

2. Эндогенная (оппортунистическая) инфекция вызывается представителями нормальной микрофлоры при снижении защитных сил организма (иммунодефицитные состояния). Возбудители эндогенной инфекции относятся к условно-патогенным видам микроорганизмов. Пример эндогенной инфекции - фурункул носа стафилококковой этиологии (Staphylococcus epidermidis). Инфекция возникла при переохлаждении организма и развитии местного иммунодефицита слизистой оболочки носа. Эндогенная инфекция может развиться и при перемещении микроорганизмов из одного биотопа человека в другой за счет искусственного переноса руками, инструментами либо естественного перехода микроорганизма - его транслокации (миграции). Пример такой формы - эшерихиозный цистит, возбудитель Escherichia coli, которая попала на слизистую оболочку мочеполовой системы из кишечника.

По локализации патогена в организме различают местную и генерализованную формы инфекции:

1. местная или очаговая инфекция имеет место, когда возбудитель локализуется в определенном органе либо ткани и не распространяется по организму. Например, при ангине возбудитель (чаще всего Streptococcus pyogenes) находится на слизистой оболочке миндалин; при фурункулезе возбудитель Staphylococcus aureus - в волосяном фолликуле.

2. При генерализованной инфекции патоген распространяется по организму, преодолевая различные защитные барьеры: лимфоид ную ткань, гематоэнцефалический барьер, фасции мышечной ткани, соединительную ткань и т.д. Кровь является одним из частых путей распространения патогена - гематогенный путь. Если возбудитель, распространяясь по крови, не размножается в ней, то такое явление называютбактериемией или вирусемией (в зависимости от принадлежности патогена к той или другой таксономической группе). В случае, когда бактерии размножаются в крови, развивается одна из тяжелых форм генерализованной инфекции - сепсис. Сепсис может перейти в септикопиемию, когда патоген размножается во внутренних органах, вызывая в них образование гнойных очагов воспаления. При высокой концентрации бактерий и их токсинов в крови может развиться токсико-септический шок за счет массивного поступления токсинов. Вследствие генерализации инфекции поражаются различные органы и ткани организма (менингококковый менингит, туберкулез позвоночника).

Инфекционный процесс классифицируется в зависимости от числа проникших в организм видов патогена и динамики их действия:

1. Моноинфекция вызывается патогеном одного вида (туберкулез, дифтерия).

2. Смешанная (микст) инфекция - одновременное заражение двумя видами возбудителей и более и развитие сразу нескольких заболеваний (ВИЧ-инфекция и гепатит В при заражении через шприц у наркоманов; сифилис, гонорея и хламидиоз при половом заражении).

3. Реинфекция - повторное заражение тем же видом возбудителя после выздоровления. Реинфекция возможна при заболеваниях, после которых не остается стойкий иммунитет: после гонореи, сифилиса, дизентерии.

4. Суперинфекция - если повторное заражение происходит тем же возбудителем до выздоровления (сифилис).

5. Вторичная инфекция возникает на фоне развившегося первичного заболевания и вызывается другим видом возбудителя. Вторичная инфекция может быть экзогенной или эндогенной. Чаще вторичная инфекция развивается как эндогенная, когда вследствие ослабления организма первичным заболеванием представители нормальной микрофлоры тела человека вызывают вторичное заболевание как осложнение первичного, например, при гриппе развивается стафилококковая пневмония, при СПИДе - пневмоцистная пневмония.

По форме проявления инфекций выделяют:

1. Латентная инфекция – очень длительная, нередко пожизненная инфекция без клинического проявления и с трудно определяемыми маркерами. Для латентных инфекций характерно присутствие возбудителя в организме в очень низких количествах, слабая индукция иммунных реакций и, как следствие этого, обострение под влиянием провоцирующих факторов (типичный пример – герпес у людей).
2. Персистентная инфекция – неопределенно длительная инфекция без клинического проявления, но с активным размножением и выделением возбудителя на фоне высокого уровня индукции иммунных реакций.

6. Иммунная система: организация и функция.

Основная функция иммунной системы - контроль за качественным постоянством генетически продетерминированного клеточного и гуморального состава организма.

Иммунная система обеспечивает:

1. защиту организма от внедрения чужеродных клеток и от возникших в организме модифицированных клеток (например, злокачественных);

2. уничтожение старых, дефектных и поврежденных собственных клеток, а также клеточных элементов, не характерных для данной фазы развития организма;
3. нейтрализацию с последующей элиминацией всех генетически чужеродных для данного организма высокомолекулярных веществ биологического происхождения (белков, полисахаридов, липополисахаридов и т.д.).

Иммунитет подразделяют на 2 вида: естественный (врожденный) и приобретенный, который является специфичным.

Естественный иммунитет является неспецифическим по отношению к патогенным агентам. Он представляет собой совокупность защитных факторов, направленных на элиминацию аллергенов. Эти факторы передаются по наследству и являются универсальными, видовыми.

Естественный иммунитет составляют иммунные и неиммунные факторы.
К первым относятся барьеры, содержащие различные бактерицидные вещества: кожа, слизистые оболочки, секреты потовых, сальных, слюнных желез, железы желудка, выделяющие соляную кислоту и протеолитические ферменты, а также нормальная микрофлора кишечника. К неиммунным естественным факторам относятся гуморальные факторы (система комплемента, лизоцим, трансферрин и др.) и клеточные факторы (фагоцитарная реакция, работа N К-клеток).

В иммунной системе выделяют центральные (тимус и костный мозг) и периферические (селезенка, лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани) органы, в которых осуществляется дифференцировка лимфоцитов в зрелые формы и происходит иммунный ответ.
Функционирующей основой иммунной системы является сложный комплекс иммунокомпетентных клеток (Т-, В-лимфоциты, макрофаги).
Т-лимфоциты происходят из полипотентных костномозговых клеток. Дифференциация стволовых клеток в Т-лимфоциты индуцируется в тимусе под влиянием тимозина, тимостимулина, тимопоэтинов и других гормонов, которые продуцируются звездчатыми эпителиальными клетками или тельцами Гассаля. По мере созревания у пре-Т-лимфоцитов (претимических лимфоцитов) происходит приобретение антигенных маркеров. Заканчивается дифференциация появлением у зрелых Т-лимфоцитов специфического рецепторного аппарата распознавания антигенов. Образовавшиеся Т-лимфоциты через лимфу и кровь колонизируют тимусзависимые паракортикальные зоны лимфатических узлов или соответствующие зоны лимфоидных фолликулов селезенки.
По функциональным свойствам популяция Т-лимфоцитов разнородна. В соответствии с международной классификацией основные антигенные маркеры лимфоцитов обозначены как кластеры дифференцировки или CD (от англ. cluster differentiation). Соответствующие наборы моноклональных антител позволяют выявлять лимфоциты, несущие конкретные антигены. Зрелые Т-лимфоциты обозначаются маркером CD3+, являющимся частью Т-клеточного рецепторного комплекса. По функциям среди Т-лимфоцитов различают супрессорные/цитотоксические клетки CD8+, Т-лимфоциты индукторы/хелперы CD4+, CD16+ - естественные киллеры.

Особенность Т-клеточного рецептора – способность распознавать чужеродный антиген только в комплексе с собственными клеточными антигенами на поверхности вспомогательных антиген-представляющих клеток (дендритных или макрофагов). В отличие от В-лимфоцитов, способных распознавать антигены в растворе и связывать белковые, полисахаридные и липопротеидные растворимые антигены, Т-лимфоциты способны распознать только короткие пептидные фрагменты белковых антигенов, представленные на мембране других клеток в комплексе с собственными антигенами главного комплекса гистосовместимости MHC (от английского Major Histocompatibility Complex ).

CD4+ Т-лимфоциты способны распознавать антигенные детерминанты в комплексе с MHC молекулами II класса. Они выполняют посредническую сигнальную функцию, передавая информацию об антигенах иммунокомпетентным клеткам. В гуморальном иммунном ответе Т-хелперы реагируют с несущей частью тимусзависимого антигена, индуцируя превращение В-лимфоцитов в плазмоциты. В присутствии Т-хелперов синтез антител усиливается на один-два порядка. Т-хелперы индуцируют образование цитотоксических/супрессорных Т-лимфоцитов. Т-хелперы - долгоживущие лимфоциты, чувствительны к циклофосфамиду, содержат рецепторы к митогенам. После распознавания антигена CD4+ лимфоциты могут дифференцироваться в различных направлениях с формированием Т-хелперов 1-го, 2-го и 3-го типов.
CD8+ Т-лимфоциты являются регуляторами антителообразования и других иммунных процессов, участвуют в формировании иммунологической толерантности; их цитотоксическая функция состоит в способности разрушать инфицированные и злокачественно перерожденные клетки. Эти клетки способны распознавать широкий спектр антигенных детерминант, что можно объяснить низким порогом активации их рецепторного аппарата или наличием нескольких специфических рецепторов. Как и все другие субпопуляции тимоцитов, CD8+ содержат рецепторы к митогенам. Очень чувствительны к ионизирующей радиации и имеют короткий период жизни.
Естественные киллеры распознают антигенные детерминанты в комплексе с МНС молекулами II класса, являются долгоживущими клетками, устойчивы к циклофосфамиду, очень чувствительны к радиации, имеют рецепторы к Fc-фрагменту антител.
Клеточная стенка В-лимфоцитов в своем составе имеет рецепторы CD19, 20, 21, 22. В-клетки происходят от стволовых клеток. Созревают они поэтапно - первоначально в костном мозге, затем в селезенке. На самой ранней стадии созревания на цитоплазматической мембране В-клеток экспрессируются иммуноглобулины класса М, несколько позже - в комплексе с ними появляются иммуноглобулины G или А, а к моменту рождения, когда происходит полное созревание В-лимфоцитов - иммуноглобулины D. Возможно, у зрелых В-лимфоцитов на цитоплазматической мембране присутствуют сразу три иммуноглобулина - М, G, D или М, А, D. Эти рецепторные иммуноглобулины не секретируются, но могут слущиваться с мембраны.
Так как большинство антигенов тимусзависимые, то для трансформации незрелых В-лимфоцитов в антителопродуцирующие обычно недостаточно одного антигенного стимула. При попадании таких антигенов в организм В-лимфоциты дифференцируются в плазмоциты с помощью Т-хелперов при участии макрофагов и стромальных ретикулярных отростчатых клеток. При этом хелперы выделяют цитокины (ИЛ-2) - гуморальные эффекторы, которые и активируют пролиферацию В-лимфоцитов. Независимо от природы и силы антигена, который вызвал трансформацию В-лимфоцитов, образующиеся плазмоциты продуцируют антитела, специфичность которых аналогична рецепторным иммуноглобулинам. Таким образом, антигенный стимул надо рассматривать как пусковой сигнал для выработки генетически запрограммированного синтеза антител.
Макрофаги - основной тип клеток моноцитарной системы лимфоцитов. Они представляют собой гетерогенные по функциональной активности долгоживущие клетки с хорошо развитой цитоплазмой и лизосомальным аппаратом. На их поверхности имеются специфические рецепторы к В- и Т-лимфоцитам, Fc-фрагменту иммуноглобулина G, С3b-компоненту комплемента, цитокинам, гистамину. Различают подвижные и фиксированные макрофаги. Те и другие дифференцируются из стволовой кроветворной клетки через стадии монобласта, промоноцита, превращаясь в подвижные моноциты крови и фиксированные (альвеолярные макрофаги дыхательных путей, купферовские клетки печени, париетальные макрофаги брюшины, макрофаги селезенки, лимфатических узлов).
Значение макрофагов как антигенпрезентирующих клеток состоит в том, что они накапливают и подвергают переработке проникающие в организм тимусзависимые антигены и презентируют (представляют) их в трансформированном виде для распознавания тимоцитами, вслед за чем стимулируется пролиферация и дифференциация В-лимфоцитов в антителопродуцирующие плазмоциты.

При определенных условиях макрофаги проявляют цитотоксическое действие на опухолевые клетки. Они также секретируют интерферон, ИЛ-1, ФНО-альфа, лизоцим, различные компоненты комплемента, факторы, дифференцирующие стволовые клетки в гранулоциты, стимулирующие размножение и созревание Т-лимфоцитов.
Антитела - это особый вид белков, называемых иммуноглобулинами (Ig), которые вырабатываются под влиянием антигенов и обладают способностью специфически связываться с ними. При этом антитела могут нейтрализовать токсины бактерий и вирусы (антитоксины и вируснейтрализующие антитела), осаждать растворимые антигены (преципитины), склеивать корпускулярные антигены (агглютинины), повышать фагоцитарную активность лейкоцитов (опсонины), связывать антигены, не вызывая каких-либо видимых реакций (блокирующие антитела), совместно с комплементом лизировать бактерии и другие клетки, например, эритроциты (лизины).
На основании различий в молекулярной массе, химических свойствах и биологической функции выделяют пять основных классов иммуноглобулинов: IgG, IgM, IgA, IgE и IgD.

Выделяют две основные формы специфического иммунного ответа – клеточный и гуморальный.
Клеточный иммунный ответ подразумевает накопление в организме клона Т-лимфоцитов, несущих специфические для данного антигена антиген-распознающие рецепторы и ответственных за клеточные реакции иммунного воспаления – гиперчувствительности замедленного типа, в которых кроме Т-лимфоцитов участвуют макрофаги.
Гуморальный иммунный ответ подразумевает продукцию специфических антител в ответ на воздействие чужеродного антигена. Основную роль в реализации гуморального ответа играют В-лимфоциты, дифференцирующиеся под влиянием антигенного стимула в антителопродуценты. Как правило, В-лимфоциты нуждаются в помощи Т-хелперов и антиген-презентирующих клеток.
Особой формой специфического иммунного ответа на контакт иммунной системы с чужеродным антигеном является формирование иммунологической памяти, которая проявляется в способности организма отвечать на повторную встречу с тем же антигеном так называемым вторичным иммунным ответом – более быстрым и сильным. Эта форма иммунного ответа связана с накоплением клона долгоживущих клеток памяти, способных распознать антиген и ответить ускоренно и усиленно на повторный контакт с ним.
Альтернативной формой специфического иммунного ответа является формирование иммунологической толерантности – неотвечаемости на собственные антигены организма (аутоантигены). Она приобретается в период внутриутробного развития, когда функционально незрелые лимфоциты, потенциально способные разпознать собственные антигены, в тимусе вступают в контакт с этими антигенами, что приводит к их гибели или инактивации. Поэтому на более поздних стадиях развития иммунный ответ на антигены собственного организма отсутствует.

7. Медиаторы иммунной системы: иммуноцитокины (интерлейкины, интерферон, тумор-некротизирующий фактор, колониестимулирующий фактор и др.).

В настоящее время экспериментально доказано, что как эффекторные, так и вспомогательные функции клеток иммунной системы осуществляются при участии внутрисистемных гормонов и медиаторов. Описано около 30 растворимых субстанций, выполняющих гормональцую или медиаторную роль при развитии иммунных реакций

Интерлейкины — биологически активные вещества, секретируемые стволовыми кроветворными клетками и макрофагами; обладают иммунорегуляторными и медиаторными свойствами: отдельные интерлейкины активируют макрофаги, лимфоциты, стимулируют митоз, усиливают пролиферацию и рост Т- и В-лимфоцитов, повышают синтез g-интерферона и секрецию лимфокинов.

Интерлейкин‑1 (ИЛ‑1) — пептид, синтезируется в макрофагах, В-лимфоцитах, эндотелиальных клетках, фибробластах; играет важную роль в инициации иммунного ответа — стимулирует продукцию ИЛ‑2 Т-хелперами, оказывает влияние на созревание В-лимфоцитов, усиливает функции нейтрофилов; обладает выраженным воспалительным и пирогенным свойством; является, по-видимому, одним из важнейших медиаторов, осуществляющих связь между иммунной, нервной и эндокринной системами.

Интерлейкин‑2 (ИЛ‑2, фактор роста Т-лимфоцитов) — пептид, синтезирующийся Т-лимфоцитами (Т-хелперами); необходим для пролиферации Т-хелперов, Т-супрессоров, Т-киллеров.

Интерлейкин‑3 (ИЛ‑3) — пептид, вырабатывается в Т-лимфоцитах и клетках стромы костного мозга; поддерживает размножение почти всех классов ранних клеток-предшественниц гемопоэза, воздействуя на стволовые кроветворные клетки, полипотентную предшественницу миелопоэза, стимулирует созревание эритроцитов, гранулоцитов, моноцитов, тромбоцитов.

Интерлейкин‑4 (ИЛ‑4) — пептид, синтезирующийся Т-хелперами; стимулирует пролиферацию В-лимфоцитов, Т-лимфоцитов и макрофагов, способствует синтезу иммуноглобулинов IgМ, IgG, IgА, IgЕ, снижает противоопухолевую активность макрофагов.

Интерлейкин‑5 (ИЛ‑5, фактор дифференцировки эозинофилов) — пептид, синтезирующийся Т-хелперами; является фактором дифференцировки В-лимфоцитов в антителопродуцирующие клетки, усиливает функциональную активность эозинофилов. Интерлейкин‑6 (ИЛ‑6) — пептид, продуцируемый макрофагами, фибробластами и опухолевыми клетками; стимулирует синтез иммуноглобулинов и миелоидную дифференцировку; продукция ИЛ‑6 увеличивается при ревматоидном артрите, болезни Педжета, множественной миеломе, карциноме почек и яичников.

Интерлейкин‑7 (ИЛ‑7) — пептид, продуцируемый клетками стромы красного костного мозга; вызывает пролиферацию Т- и В-лимфоцитов, воздействуя на их клетки-предшественницы. Интерлейкин‑8 (ИЛ‑8) — пептид, синтезирующийся макрофагами, нейтрофилами, фибробластами, Т-лимфоцитами и другими клетками; медиатор острой фазы воспаления, вызывает миграцию нейтрофилов в очаг воспаления.

Интерлейкин‑9 (ИЛ‑9, фактор роста Т-лимфоцитов) — пептид, стимулирующий пролиферацию Т-лимфоцитов, мощный фактор риска развития бронхиальной астмы.

Интерлейкин‑10 (ИЛ‑10) — пептид, продуцируемый преимущественно моноцитами/макрофагами, Т-хелперами и В-лимфоцитами; стимулирует пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов, подавляет синтез ИЛ‑2 и g-интерферона, мощный ингибитор иммунных и воспалительных реакций.

Интерлейкин‑11 (ИЛ‑11) — пептид, продуцируемый клетками стромы красного костного мозга (эндотелиальные клетки, макрофаги, предшественники жировых клеток; увеличивает в плазме концентрацию белков острой фазы воспаления.

Интерлейкин‑12 (ИЛ‑12) — полипептид, синтезирующийся макрофагами; стимулирует рост и дифференцировку Т-киллеров, увеличивает функциональную активность Т-хелперов, угнетает синтез IgЕ.

К цитокинам относятся и интерфероны, обладающие множеством биологических активностей, проявляющихся в противовирусном, противоопухолевом и иммуностимулирующем действии. Они блокируют внутриклеточную репликацию вируса, подавляют клеточное деление, стимулируют активность естественных киллеров, повышают фагоцитарную активность макрофагов, активность поверхностных антигенов гистосовместимости и в то же время тормозят созревание моноцитов в макрофаги.

Интерферон-альфа (ИФН-альфа) продуцируется макрофагами и лейкоцитами в ответ на вирусы, клетки, инфицированные вирусом, злокачественные клетки и митогены. Активирует макрофаги, Т- и В-лимфоциты, усиливает презентацию антигена. Прямая и опосредованная противоопухолевая и противовирусная активность.

Интерферон-бета (ИФН-бета) синтезируется фибробластами и эпителиальными клетками под действием вирусных антигенов и самого вируса. Противовирусная активность, снижение действия ИФН-гамма, и представления антигена.

Интерферон-гамма (ИФН-гамма) продуцируется активированными Т-лимфоцитами в результате действия индукторов (Т-клеточные митогены, антигены). Для продукции ИФН-гамма требуются акцессорные клетки – макрофаги, моноциты, дендритные клетки. Противовирусная активность, активация макрофагов и NK, противоопухолевое действие. Активирует макрофаги, фагоцитирующие миелин и синтезирующие прочие противовоспалительные цитокины. Поддерживает синтез противомиелиновых антител.

Фактор некроза опухоли (ФНО, фактор некроза опухоли, тумор-некротический фактор) — внеклеточный белок, многофункциональный провоспалительный цитокин, синтезирующийся в основном моноцитами и макрофагами (ФНО- a) и Т-лимфоцитами (ФНО- b). Влияет на липидный метаболизм, коагуляцию, устойчивость к инсулину, функционирование эндотелия, стимулирует продукцию ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, интерферона-гамма, активирует лейкоциты, один из важных факторов защиты от внутриклеточных паразитов и вирусов.

Цитотоксическое действие ФНО на опухолевую клетку связано с деградацией ДНК и нарушением функционирования митохондрий. Литический эффект ФНО усиливается в присутствии интерферона . Один из механизмов синергического действия двух этих цитокиновсостоит в усилении экспрессии рецепторов к ФНО на опухолевых клетках под влиянием интерферонов.

Колониестимулирующие факторы - гормоны, стимулирующи образование моноцитов и нейтрофилов вкостном мозге .

При исследовании культуры кроветворных клеток показано, что для размножения и дифференцирования клеток необходимы специфические факторы роста . Факторы, поддерживающиегемопоэз в такой культуре, это гликопротеины и обычно их называют колониестимулирующими факторами , или КСФ . Из все возрастающего числа КСФ, которые были идентифицированы, одни циркулируют в крови и действуют как гормоны , в то время как другие играют роль локальных химических медиаторов .

Эти цитокины участвуют в регуляции деления и дифференцировки стволовых клеток костного мозга и клеток - предшественников лейкоцитов крови. Балансом различных КСФ в определенной мере обусловлено соотношение мнжду различными типами образующихся в костном мозге лейкоцитов. Некоторые КСФ стимулируют дальнейшую дифференцировку клеток и вне костного мозга.

Из КСФ гормонального типа лучше всего изучен эритропоэтин , который вырабатывается в почках и регулирует эритропоэз (образование эритроцитов ).

За выживание и пролиферацию плюрипотентных стволовых клеток и большинства типов их коммитированных потомков эритроидного ряда ответственен второй колониестимулирующий фактор -интерлейкин 3 ( ИЛ-3 ).

Было выявлено также четыре различных КСФ, стимулирующих в культуре клеток формирование колоний нейтрофилов и макрофагов . Эти КСФ синтезируются клетками разного типа, в том числе эндотелиальными клетками , фибробластами , макрофагами и лимфоцитами . Это вышеупомянутый интерлейкин 3 и более избирательные ГМ-КСФ (для гранулоцитов и макрофагов ), Г-КСФ (для гранулоцитов) и М-КСФ (для макрофагов). Как и эритропоэтин, все эти КСФ являются гликопротеинами. Их воздействие на клетки-предшественники заключается не только в запуске механизма образования дифференцированных колоний, но и в активации специализированных функций (таких, как фагоцитоз и убивание клеток-мишеней) у клеток с законченной дифференцировкой.

8. Межклеточная кооперация в иммуногенезе. Механизм “двойного распознавания” чужеродной антигенной информации.

Клеточное взаимодействие при возникновении Т-клеточного иммунного ответа состоит в том, что антиген может воздействовать на клетку только после его представления антиген-представляющей клеткой. Антиген сорбируется на поверхности АПК, затем подвергается эндоцитозу, в результате чего антиген фрагментируется и формирует комплекс с собственным белком клетки - продуктом гена МНС, антигеном главного комплекса тканевой совместимости.

Комплекс антиген - белок МНС экспрессируется на поверхности АПК и становится доступным к контакту с рецептором Т-лимфоцита. Контакт осуществляется при прямом взаимодействии клеток либо передаче комплекса через межклеточную среду. Рецептор Т-лимфоцита построен так, что воспринимает одновременно оба компонента комплекса. Воздействие на Т-клетку антигенного комплекса служит сигналом активации внутриклеточных процессов, продукции клеткой цитокинов и экспрессии на ней цитокиновых рецепторов.

Т-лимфоциты-хелперы (CD4+) и цитотоксические Т-лимфоциты (CD8+) отличаются по строению рецепторов, воспринимающих комплексы антиген-белок МНС. В первом случае комплекс должен содержать белок МНС II класса, представляемый только некоторыми видами АПК-дендритными и В-клетками и макрофагами. Для симуляции CD8+ лимфоцитов необходим белок МНС I класса, которым обладают все ядерные клетки организма и, следовательно, круг АРК для этих лимфоцитов существенно расширен. В ходе дальнейшей пролиферации и дифференцировки активированных Т-лимфоцитов формируются регуляторные клетки (хелперы, цитотоксические и супрессорные), долгоживущие клетки памяти и эффекторные клетки, которые обладают выраженной цитотоксической способностью. В случае повторного поступления антигена его представление происходит так же, как и при первичном воздействии, но попадает уже на клетки иммунологической памяти, число которых больше, чем число АРК в организме, впервые встречающегося с антигеном. Эти клетки уже прошли ранние стадии созревания и дифференцировки и готовы к быстрому формированию эффекторных цитотоксических клеток.

Формирование гуморального ответа определяется кооперацией В-лимфоцитов с другими клетками иммунной системы и в первую очередь с Т-лимфоцитами-хелперами, в стимуляции которых принимают участие и сами В-лимфоциты. В-лимфоцит воспринимает антиген путем прямого контакта рецепторов с антигеном. Антиген проходит тот же путь, что и в любой другой АПК: подвергается эндоцитозу, фрагментируется и экспрессируется на поверхности В-клетки в комплексе с белком МНС II класса. Этот комплекс воспринимается рецептором Т-лимфоцита и служит сигналом развития Т-клеточного ответа, так же как после стимуляции через другие АПК. Одновременно Т-лимфоциты начинают функционировать как хелперы, продуцируя лимфокины (ИЛ-2, -4, -5), обеспечивающие способность В-клетки, поглотившей антиген, пролиферировать и дать начало клону антителообразующих клеток, продуцирующих Ig (Т-зависимый ответ). Как уже отмечалось, содружество группы цито-кинов - ИЛ-6, ИЛ-4, ИЛ-2 и у-интерферона - способствуют переключению синтеза IgM антител на IgG. Преобладающее действие ИЛ-5 и трансформирующего фактора роста-(3 приводит к формированию антител класса IgA, а преобладающее действие ИЛ-4 переключает синтез иммуноглобулинов на IgE.

Некоторые антигены (полисахариды, гликолипиды, нуклеиновые кислоты) способны индуцировать иммунный ответ без помощи Т-лимфоцитов-хелперов, за что получили название Т-независимых антигенов. К таким антигенам относится полисахаридный антиген пневмококков и некоторых других микроорганизмов, флагеллин, декстраны. Характер иммунного ответа на Т-независимые антигены подчеркивает значение кооперации с Т-хелперами при гуморальном иммунном ответе. При осуществлении Т-независимого ответа продуцируются низкоаффинные (непрочно связывающиеся с антигеном) антитела только класса IgM. Эффективность Т-независимого ответа во много раз ниже, чем тимусзависимых реакций.

Межклеточная кооперация входит в число механизмов специфической регуляции иммунного ответа в организме. В ней принимают участие специфические взаимодействия между конкретными антигенами и соответствующими им структурами антител и клеточных рецепторов.

Феномен двойного распознавания

В подавляющем большинстве случаев Т-лимфоцит способен распознать только одну антигенную детерминанту. Функционально зрелая Т-клетка экспрессирует на поверхности около 3xl05 T-клеточных рецепторов одной специфичности. Т-лимфоциты распознают антигены особым образом, отличным от такового В-лимфоцитов. Они не способны реагировать на растворимый нативный антиген. Антиген для них должен быть представлен (презентирован) дендритными клетками, макрофагами или В-клетками в форме антигенного пептида (так называемого Т-клеточного эпитопа), обязательно встроенного за счет нековалентных связей в аутологичную молекулу MHC класса I или II.

Феномен «двойного распознавания» описали Р. Цинкернагель (США) и П. Дохерти (Австралия) в 1970-х годах, получившие в 1996 г. Нобелевскую премию за открытие роли молекул главного комплекса гистосовместимости в презентации антигена. Таким образом, TCR (Т-клеточные рецепторы) распознает 2 компонента: «чужой» антигенный пептид в комплексе со «своей» MHC-молекулой. Именно собственные HLA-молекулы служат основой для обучения и селекции Т-клеток в отношении «своего». Механизм двойного распознавания уникален и очень точно характеризует основную функцию иммунной системы в распознавании «чужого» через «свое». К сожалению, многие заболевания иммунной системы, и в первую очередь аутоиммунные, обусловлены неспособностью отличить «свое» от «чужого».

9. Клонально-селекционная теория иммунитета.

Клонально-селективная теория, теория Бернета — теория, согласно которой в организме возникают клоны клеток, иммунокомпетентных в отношении различных антигенов; антиген избирательно контактирует с соответствующим клоном, стимулируя выработку им антител.

Данная теория была разработана Франком Бёрнетом (1899—1985) для объяснения функционирования иммунной системы.

Иммунный ответ должен определять огромное число антигенов . Поэтому человеческий организм должен синтезировать сотни тысяч, а возможно, даже миллионы молекул антител с различными распознающими областями. Ясно, что у нас не может быть такого огромного количествалимфоцитов , синтезирующих необходимое количество антител каждой определенной специфичности. Как же тогда это происходит? Клонально-селекционная теория утверждает:

1. Антитела и лимфоциты с необходимой специфичностью уже существуют в организме до первого контакта с антигеном.

2. Лимфоциты, участвующие в иммунном ответе, имеют антигенспецифические рецепторы на поверхности своей мембраны.

В случае B-лимфоцитов рецепторами являются молекулы той же специфичности, что и антитела, которые лимфоциты впоследствии продуцируют и секретируют.

3. Каждый лимфоцит несет на своей поверхности рецепторы только одной специфичности.

4. Лимфоциты, сенсибилизированные антигеном, проходят несколько стадий пролиферации и формируют большой клон плазматических клеток . Плазматические клетки будут синтезировать антитела только той специфичности, на которую был запрограммирован лимфоцит-предшественник. Сигналами к пролиферации служат цитокины , выделяемые другими клетками. Лимфоциты могут также сами начать выделять цитокины.

Благодаря этому механизму клональной селекции антитела могут накапливаться в достаточно высокой концентрации, чтобы эффективно бороться с инфекцией .

Подобный же механизм существует для селекции антиген-специфичных T-лимфоцитов .

Пролиферирующему клону необходимо время для образования достаточного количества клеток. Вот почему проходит обычно несколько дней после контакта с антигеном, прежде чем в сыворотке обнаруживаются антитела. Поскольку эти антитела образовались в результате антигенного воздействия, мы говорим о приобретенном иммунном ответе .

Интенсивность ответа, осуществляемого популяцией примированных лимфоцитов, возрастает, главным образом, за счет увеличения клеток, способных воспринимать антигенный стимул . При этом должна существовать комбинация механизмов, включающих хранение антигена, существование популяции лимфоцитов и постоянное поддерживание отдельных клонов клеток, что и приводит к способности иммунной системы к длительной памяти(приобретенного иммунитета).

Один из наиболее эффективных контролирующих механизмов заключается в том, что продукт реакции одновременно служит ее ингибитором. Именно этот тип отрицательной обратной связи имеет место при образовании антител.

10. Иммунологическая память: природа, биологическое значение.

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 ней наш организм защищен от повторных антигенных интервенций.

Известно два наиболее вероятных механизма формирования иммунологической памяти.

1.Предполагает длительное сохранение антигена в организме. Этому имеется множество примеров: инкапсулированный возбудитель туберкулеза, персистируюшие 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.

2.Предусматривается, что в процессе развития в организме иммунного ответа часть антигенореактивных Т- или В-лимфоцитов дифференцируется в малые покоящиеся клетки, или клетки иммунологической памяти. Ониотличаются высокой специфичностью к конкретной антигенной детерминанте и большой продолжительностью жизни (до 10 лет и более), активно циркулируют в организме, 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. 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 — криз отторжения.

11. Иммунологическая толерантность: природа, биологическое значение и последствия срыва иммунологической толерантности.

Иммунологическая толерантность — состояние организма, при котором иммунная система устойчиво воспринимает чужеродный антиген, как собственный и не отвечает на него. Толерантность — то есть неотвечаемость, терпимость.

Аутотолерантность — это естественная иммунологическая толерантность организма к собственным тканям, формирующаяся в результате эмбрионального развития. Ф. М. Бернет впервые сформулировал представление о «своём» и «не своём» в рамках иммунологии. В соответствии с его представлениями «своё» с точки зрения иммунной системы организма — это комплекс макромолекул, который находился в контакте с иммунной системой в период её становления. Незрелые лимфоциты реагируют на связывание их антигенраспознающего рецептора не активацией, как зрелые клетки, а гибелью. В результате в процессе онтогенеза происходит гибель (делеция) клонов, специфичных к аутоантителам (чувствительных к собственным тканям). Нарушение иммунной толерантности к собственным антигенам приводит к развитию аутоиммунных заболеваний.

В 1953 году P. Medawar, R. Billingham и L. Brent в периоде эмбрионального развития ввели новорожденным белым мышам (реципиентам) суспензию клеток костного мозга от другой линии мышей — чёрных (доноров). На втором месяце жизни линии белых мышей производили пересадку кожи от мышей чёрных и лоскут не отторгался (что происходило в течение 10-12 суток в контрольных опытах). Толерантность, наблюдаемая П.Медаваром, существовала, пока донорский костный мозг персистировал в организме реципиента. Если со временем он отторгался, то исчезала и толерантность к одноименным кожным трансплантатам. В 1960 г. П. Медавар и Ф. Бернет получили Нобелевскую премию.

Толерагенность — альтернатива индукции иммунногоответа. Развивается в следствие введения высоких доз белков или полисахаридов, обладающих мономерностью и безагрегантностью (для чего белковые растворы подвергаются ультрацентрифугированию), а также имеющих относительно низкую молекулярную массу и высокую эпитопную плотность. То есть одни и те же вещества могут выступать, как в качестве иммуногенов, так и в противоположном качестве — толерогенов. Так же важную роль в развитии отсутствия иммунного ответа играет наличие у иммунных клеток необходимого рецепторного аппарата

Становление толерантности (ареактивности) является активным процессом и сопровождается участием различных типов клеток.

В системе переноса иммунокомпетентных клеток от толерантных мышей в организм интактных облученных животных было установлено, что состояние толерантности зависит как от Т-клеток, так и В-клеток.

Введение облученным мышам T-клеток от толерантных животных с В-клетками от интактных мышей, также как и введение в обратном сочетании, т.е. В-клеток - от толерантных мышей, а Т-клеток - от интактных, приводит к толерантному состоянию у реципиентов. При этом Т-зависимая толерантность является более стойкой в сравнении с В-зависимой толерантностью . Более того, для индукции В-зависимой толерантности требуется большая доза толерогена.

Существенным моментом является участие макрофагов в индукции толерантности . В тех случаях, когда антиген активно захватывается макрофагами, индуцировать толерантность не удается. Напротив, слабое участие макрофагов в поглощении антигена обеспечивает, как правило, развитие толерантности.

Связано это явление с тем, что толероген, минуя антигенпрезентирующую клетку , действует непосредственно на специфические клоны лимфоцитов , что приводит к нарушению нормальной клеточной кооперации при формировании иммунного ответа.

Относительную легкость индукции толерантности у неонатальных мышей связывают, в частности, с малочисленностью субпопуляции макрофагов, экспрессирующих молекулы II класса МНС ( Ia-антигены ). В ситуации недостаточного количества Ia+ макрофагов T-хелперыне отвечают на тимусзависимые антигены , что и способствует развитию толерантности.

В создании толерантности, возможно, участвуют специфические Т-супрессоры . Активность этих клеток реализуется через хелперные Т-клетки. Известно, что Т-супрессоры подавляют функцию Т-хелперов, препятствуя тем самым их успешной кооперации с В-лимфоцитами.

Примером участия Т-супрессоров в создании толерантности могут служить опыты на крысах с использованием модели отторжения кожного трансплантата. Показано, что предварительная инъекция новорожденным крысятам аллогенных клеток костного мозга обеспечивает приживление соответствующего трансплантата. Индуцируемая таким способом толерантность высокоспецифична и может быть перенесена нормальным взрослым реципиентам с помощью лимфоцитов первичного реципиента.

Этот факт демонстрирует, что индуцируемая толерантность во втором хозяине является активным процессом, который обусловлен лимфоцитами, подавляющими иммунную реакцию этого хозяина на аллогенный трансплантат. Введение вторичному реципиенту большого количества нормальных сингенных лимфоцитов не отменяет индуцируемую супрессорными клетками толерантность.

Имеются и другие аналогичные примеры. К сожалению, механизм действия Т-супрессоров в создании антигенспецифической толерантности до сих пор неясен.

Существенным моментом сохранения толерантного состояния является длительное пребывание антигена в организме. Присутствие такого антигена в свободной форме обеспечивает вступление в реакцию блокады все новых Т- и В-клеток, специфически взаимодействующих с данным антигеном. Исключение составляет коньюгат ДНФ с D-формами полиглутаминовой кислоты - полилизина. Механизм создания толерантности в данном случае, очевидно, отличается от общих правил, так как особая форма аминокислот, составляющих антиген, включает и особый путь его метаболизма.

Не всякое отсутствие иммунного ответа организма на определённый антиген является толерантностью. Например, отсутствие иммунного ответа на антигены малярийного плазмодия у людей, не имеющих в своем геноме определенного аллеля определенного гена МНС (а именно HLA-B53), имеет следствием отсутствие иммунного ответа на малярийный плазмодий. Но это не иммунологическая толерантность, потому что лимфоцитам таких людей даже и не предоставляется возможность попробовать распознать антигены малярийного плазмодия, поскольку не образуются комплексы антиген—МНС, факт распознавания антигена вообще отсутствует. Хотя специфичность отсутствия иммунного ответа по антигену в данном случае есть, но за пределами иммунной системы. Поэтому об иммунологической толерантности говорить нелогично.

Иммунологическую толерантность так же нельзя путать с иммунологической супрессией, при которой подавляется уже состоявшийся иммунный ответ (например, физиологическая иммуносупрессия развивающаяся в определённое время после начала инфекционного заболевания). При толерантности продуктивная активация антигенспецифичного клона лимфоцитов и не начинается. При супрессии продуктивная активация клона начинается, реализуется, затем подавляется. Механизмы супрессии по названию те же, что и механизмы толерантности — делеция клона апоптозом или ингибиция внутриклеточного метаболизма сигналами с тормозных рецепторов (имеющих ITIM), но происходят эти два процесса (толерантность и супрессия) совсем на разных этапах лимфопоэза и иммуногенеза лимфоцитов, следовательно, по крайней мере они нетождественны

12. Антигены. Антигенные детерминанты. Протективные антигены. Полноценные и неполноценные антигены.

Антигены- вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и вызывающие развитие иммунных реакций (гуморальных, клеточных, иммунологической толерантности, иммунологической памяти и др.). Свойства антигенов, наряду с чужеродностью, определяет их иммуногенность- способность вызывать иммунный ответ и антигенность- способность (антигена) избирательно взаимодействовать со специфическими антителами или антиген- распознающими рецепторами лимфоцитов.

Антигенами могут быть белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты в комбинации между собой или липидами. Антигенами являются любые структуры, несущие признаки генетической чужеродности и распознаваемые в этом качестве иммунной системой. Наибольшей иммуногенностью обладают белковые антигены, в том числе бактериальные экзотоксины, вирусная нейраминидаза. Многообразие понятия “антиген”. Антигены разделены на полноценные (иммуногенные), всегда проявляющие иммуногенные и антигенные свойства, и неполноценные (гаптены), не способные самостоятельно вызывать иммунный ответ.

Свойства антигенов:

1. Антигенность-вызывает образование антител (5 классов Ig: G, M, A, D, E).

2. Иммуногенность М = 1000-10000 кДа

3. Специфичность – наличие эпитопа (антигенной детерминанты), специфической части АГ (концы аминокислот)

4. Жесткость структуры

5. Коллоидное состояние

Гаптены (чаще всего углеводы и липоиды) обладают антигенностью, что обусловливает их специфичность, способность избирательно взаимодействовать с антителами или рецепторами лимфоцитов, определяться иммунологическими реакциями. Гаптены могут стать иммуногенными при связывании с иммуногенным носителем (например, белком), т.е. становятся полными.За специфичность антигена отвечает гаптенная часть, за иммуногенность- носитель (чаще белок). Иммуногенность зависит от ряда причин (молекулярного веса, подвижности молекул антигена, формы, структуры, способности к изменению). Существенное значение имеет степень гетерогенности антигена, т.е. чужеродность для данного вида (макроорганизма), степени эволюционной дивергенции молекул, уникальности и необычности структуры.

Чужеродность определяется также молекулярной массой, размерами и строением биополимера, его макромолекулярностью и жесткостью структуры.

Белки и другие высокомолекулярные вещества с более высоким молекулярным весом наиболее иммуногенны. Большое значение имеет жесткость структуры, что связано с наличием ароматических колец в составе аминокислотных последовательностей. Последовательность аминокислот в полипептидных цепочках- генетически детерминированный признак.Антигенность белков является проявлением их чужеродности, а ее специфичность зависит от аминокислотной последовательности белков, вторичной, третичной и четвертичной (т.е. от общей конформации белковой молекулы) структуры, от поверхностно расположенных детерминантных групп и концевых аминокислотных остатков.

Коллоидное состояние и растворимость- обязательные свойства антигенов. Специфичность антигенов зависит от особых участков молекул белков и полисахаридов, называемых эпитопами. Эпитопы или антигенные детерминанты- фрагменты молекул антигена, вызывающие иммунный ответ и определяющие его специфичность. Антигенные детерминанты избирательно реагируют с антителами или антиген- распознающими рецепторами клетки.

Структура многих антигенных детерминант известна. У белков это обычно фрагменты из 8- 20 выступающих на поверхности аминокислотных остатков, у полисахаридов- выступающие О- боковые дезоксисахаридные цепи в составе ЛПС, у вируса гриппа- гемагглютинин, у вируса иммунодефицита человека- мембранный гликопептид. Эпитопы качественно могут отличаться, к каждому могут образовываться “свои” антитела.Антигены, содержащие одну антигенную детерминанту, называют моновалентными, ряд эпитопов- поливалентными.

Протективные антигены - это совокупность антигенных детерминант ( эпитопов), которые вызывают наиболее сильный иммунный ответ, что предохраняет организм от повторного инфицирования данным возбудителем. Обычно располагаются на поверхности микробной клетки. Такими св-вами также обладают экзотоксины и О-Аг грам-отрицательных бактерий. Изготовляемые из протективных антигенов вакцины носят название химических или молекулярных.

13. Антигенная структура микробов. Сероидентификация бактерий.

Большинство возбудителей инфекционных заболеваний человека, их структуры и токсины − полноценные Аг, вызывающие развитие иммунных реакций.

В бактериальной клетке выделяют соматические О-Аг, жгутиковые H-Аг, капсульные К-Аг. У сальмонелл выделен термолабильный Vi-Аг (представлен частью шликокаликса бактерии).

Соматические Аг (О-Аг ), хотя и называются антигенами тела микроорганизма, но располагаются в клеточной стенке бактерий. По химической природе они являются липополисахаридами и термостабильны.

Жгутиковые Аг (Н-Аг) — термолабильные образованы белком флагеллином.

Капсульные АГ (К-Аг) большинства бактерий имеют полисахаридную природу.

По иммуногенности микробных Аг выделяют особую группу протективных (от лат.рrotection − защита) антигенов, способных вызывать в организме образование эффективного противоинфекционного иммунитета. Например антигены возбудителей чумы, сибирской язвы, коклюша, бруцеллеза. Некоторые возбудители не содержат активных протективных антигенов, из таких микроорганизмов существующими методами не удается создать эффективную профилактическую вакцину (например — из возбудителя гонореи).

В составе бактерий так же различают Аг:

· групповые — общие для нескольких видов бактерий;

· видовые — характерные только для определенного вида;

· вариантные — по которым группы штаммов различаются внутри вида;

· штаммоспецифические — специфичные только для отдельных штаммов.

Сероидентификация- это метод определения неизвестных антигенов, находящихся в чистой культуре микробов, с помощью известных антител . находящихся в диагностической сыворотке (ставится реакция агглютинации на стекле).

Серодиагностика- это метод определения неизвестных антител, находящихся в исследуемой сыворотке, с помощью известных антигенов, находящихся в диагностикумах.

14. Гуморальные и клеточные факторы неспецифической защиты. Возрастные особенности.

Клеточные факторы неспецифической защиты:

- Макрофаги (моноциты, клетки фон Купфера, клетки Лангерханса, гистиофаги, альвеолоциты и др.) способны эффективно захватывать и внутриклеточно разрушать различные микробы и повреждённые структуры.

- Микрофаги (гранулоциты: нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, тромбоциты, эндотелиоциты, клетки микроглии и др.) в меньшей степени, но также способны захватывать и повреждать микробы.

- В фагоцитах в процессе всех стадий фагоцитоза микробов активизируется как кислородзависимая, так и кислороднезависимая микробицидные системы.

- Главные компоненты кислородзаеисимой микробицидной системы фагоцитов — миелопероксидаза, каталаза и активные формы кислорода (синглетный кислород — 02, радикал супероксида — 02, гидроксильный радикал — ОН, перекись водорода — Н202).

- Основные компоненты кислородонезависимой микробицидной системы фагоцитов — лизоцим

(мурамидаза), лактоферрин, катионные белки, Н+ ионы (ацидоз), гидролазы лизосом.

- NK-клетки представляют собой особую популяцию лимфоцитоподобных клеток (большие гранулосодержащие лимфоциты), обладающих цитотоксическим действием против чужеродных клеток (раковых, клеток простейших и клеток, пораженных вирусом).

Гуморальные бактерицидные и бактериостатические факторы:

- лизоцим, разрушая мураминовую кислоту пептидогликанов стенки грамположительных бактерий, вызьшает их осмотический лизис;

- лактоферрин, изменяя метаболизм железа в микробах, нарушает их жизненный цикл и нередко приводит к их гибели;

- бета-лизины бактерицидны для большинства грамположительных бактерий;

- факторы комплемента, оказывая опсонизирующее действие, активизируют фагоцитоз микробов; - система интерферонов (особенно а и у) проявляет отчётливую неспецифическую противовирусную активность;

- деятельность как микроворсинок и железистых клеток слизистой оболочки воздухоносных путей, так и потовых и сальных желёз кожи, выделяющих соответствующие секреты (мокроту, пот и сало), способствует удалению из организма определённого количества различных микроорганизмов.

- Пропердин, или фактор P, — глобулярный белок, обнаруженный в сыворотке крови высших животных. Представляет собой несколько растворённых в кровотоке проферментов, относящихся к системе комплемента, которая обеспечивает врождённый иммунитет.

- Трансферин, конкурирующий с микробами за метоболиты, необходимые для их роста и развития

Микрофагальная функция нейтрофилов формируется уже внутриутробно (по одним данным, на 20-23 неделе, а по другим – на 6-12 неделе). Позже формируется макрофагальная реакция. К рождению ребенка активность фагоцитоза достигает уровня взрослых. Однако, фагоцитоз отличается по качеству: отсутствует завершающая фаза, она формируется через 2-6 месяцев. Это обусловлено низким содержанием неферментных катионных белков. У детей раннего возраста пневмококки не подвергаются фагоцитозу, что объясняет более высокую их заболеваемость пневмонией и ее более тяжелое течение (осложнения – деструкция легких). Стафилококки и гонококки даже могут размножаться в протоплазме фагоцитов. Лишь после 5 лет жизни детей фагоцитоз качественно соответствует таковому взрослых.

Лизоцим . Его содержание в сыворотке крови у новорожденных превышает уровень у взрослых.

Пропердин. Его количество в момент рождения низкое, но в течение первой недели жизни быстро нарастает и держится на высоком уровне на протяжении всего детства.

Интерферон. Способность к его образованию у новорожденных высокая, но в течение года она снижается и только с возрастом постепенно увеличивается, достигая уровня взрослых к 12-18 годам. Особенность возрастной динамики интерферонообразования служит одной из причин повышенной восприимчивости детей раннего возраста к вирусной инфекции и ее более тяжелого течения, особенно ОРВИ.

Комплемент. Его активность у новорожденных составляет 50% от ее уровня у взрослых. Затем его содержание нарастает и с возраста 1 мес не отличается от количества у взрослых.

15. Система комплемента. Классический и альтернативный пути активации. Возрастные особенности.

Комплемент― сложный комплекс белков плазмы, обладающий противо-микробным и цитоцидным действием.

Характеристика системы комплемента:

- включает ~ 26 сывороточных белков (компоненты комплемента), которые вырабатываются преимущественно макрофагами и клетками печени;

- обычно находится в неактивном состоянии и не оказывает какого-либо заметного действия;

- действие связано с каскадной активацией его компонентов;

- содержится в крови всех теплокровных животных и человека, наибольшее его количество обнаружено в сыворотке крови морской свинки;

- при нагревании сыворотки до 56^оС в течение 30 мин инактивируется, чувствительна к свету, щелочам и кислотам.

Каскадная активация −это поочередное появление активных компонентов в серии протеолитических реакций, в которых продукт одной реакции служит катализатором последующей.

При активации комплемента проявляется закономерность: каждый очередной продукт расщепления компонентов комплемента имеет два активных центра:

- контактный для связывания с предобразованным комплексом;

- каталитический для активации очередного компонента.

При этом больший по размерам компонент, обозначаемый обычно буквой b (исключение ― продукты расщепления С2) обладает активностью трипсиноподобной сериновой протеиназы (эстеразы). Легкие фрагменты а― анафилатоксины , лишены ферментативной активности, но обладают собственной активностью, как правило, связанной с развитием воспаления (хемотаксические факторы) или реакций гиперчувствительности (анафилактогены). Так, С4а обладает хемотаксической и кининовой (сосудорасширяющей) активностью, C3a и C5a вызывают дегрануляцию тучных клеток (как следствие ― выделение медиаторов воспаления).

Пусковые события активации системы комплемента зависят от продуктов, формирующихся при ИО или содержащихся в микроорганизмах. Первый этап реакции, завершающийся формированием С3/С5-конвертаз, связанных с клеточными мембранами, может реализоваться двумя различными путями, обозначаемых как классический и альтернативный путь активации комплемента (рисунок 5).Следующий этап, общий для обоих путей, приводит к атаке мембран (образование мембраноатакующего комплекса МАК) и лизису клеток.

Классический путь активации комплемента осуществляется комплексом Аг-АТ (активатор). Важно, чтобы в состав таких комплексов входили антитела, принадлежащие к иммуноглобулинам классов и подклассов IgM, IgG1, IgG3, в меньшей степени ― IgG2, в составе константных доменов которых имеется участок, обладающий сродством к С1q.Активаторами классического пути могут быть некоторые компоненты бактерий (липополисахариды, холестеринсодержащие липиды, некоторые ретровирусы и др.).

В фазу узнавания (инициации) вовлечены молекулы С1-Clq, С1r и Cls, в фазу усиления ― молекулы С4, С2 и СЗ. (ДКН, белок А стафилококков)

Альтернативная активация комплемента (эндотоксины бактерий, вирусы) происходит без участия антител. Активаторы― полисахариды многих бактерий (в основном ― непатогенных, патогенные бактерии устойчивы к действию комплемента и даже могут его инактивировать) ― связывают и активируют С3.

Как и в случае активации комплемента по классическому пути, ключевым событием альтернативной активации является формирование С5-конвертазы. Чтобы это произошло, необходимо присутствие активированного фактора В и компонента С3b. Молекула С3 взаимодействует в присутствии ионов Mg²⁺ с фактором В. В результате связывания фактор В становится доступным для расщепления предсуществующей сывороточной трипсиноподобной сериновой протеиназой (эстеразой) ― фактором D ― на фрагменты Ва и Вb. Образуется комплекс С3Вb, который представляет собой С3/С5-конвертазу.

Одним из факторов стабилизации С3bВb за счет ослабления его спонтанной диссоциации, является белок пропердин (фактор Р). Комплекс состава С3bВb(Р) выполняет функцию С5-конвертазы.

Активация С5 «открывает» терминальный этап активации комплемента − формирование литического комплекса (мембраноатакующего комплекса − МАК): как на мембране, так и в растворе С5b связывает С6 с образованием комплекса С5b6, который связывает С7, а затем ― С8, происходит присоединении 12-20 молекул С9 (гомологичный перфорину белок, способный полимеризоваться). В результате формируется цилиндрический комплекс. Цилиндры образуют поры, создают возможность для поступления в клетку ионов Н⁺, Na⁺ и воды, что приводит к разрыву мембраны и гибели клетки.

Функции компонентов комплемента:

· компоненты системы стимулируют фагоцитоз;

· вызывают лизис бактерий и клеток, инфицированных вирусом;

· стимулируют воспалительные реакции;

· способствуют межклеточным взаимодействиям в процессинге Аг;

· участвуют в развитии анафилактических реакций и в реакциях свертывания крови.

Возрастные особенности:

У новорожденных и маленьких детей ослаблены процессы активации системы комплемента, особенно альтернативного пути. Для них характерны низкие концентрации в крови компонентов системы комплемента С1, С2, С3, С4 (в 2 раза ниже уровня взрослых), что определяет низкую опсоническую активность крови новорожденных.

16. Фагоцитарная реакция, роль лизосомного аппарата фагоцитов. Критерии оценки системы фагоцитоза. Возрастные особенности фагоцитоза.

Фагоцитирующие клетки:

- Полиморфно-ядерные лейкоциты (клетки миелопоэтического ряда) – в основном участвуют такие гранулоциты как нейтрофилы и эозинофилы. Первые осуществляют фагоцитоз, адгезию к эндотелию, выход из кровотока, хемотаксис, поглощение бактерий, дегрануляцию и секрецию кислород-зависимых и независимых микробицидных факторов. Вторые также секретируют кислород-зависимые и независимые микробицидные факторы, направленные, в основном, против гельминтов, их способность к фагоцитозу значительно меньше.

- Клетки макрофагально-моноцитарной системы (моноциты, тканевые макрофаги). Моноциты являются предшественниками тканевых макрофагов, циркулируя в крови 1-2 дня, затем мигрируют за пределы кровеносного русла и формируют фиксированные линии тканевой защиты. Выделяют альвеолярные и легочные макрофаги, макрофаги печени (клетки Купфера), соединительной ткани (гистиоциты), почек (мезангиальные клетки). Макрофаги активируются только конкретными стимулами (бактериальные продукты, интерферон-гамма).

Фагоцитоз – процесс поглащения и переваривания фагоцитами чужеродных микроорганизмов, фрагментов некротизированной ткани и чужеродных частиц. Активация фагоцитов обоих видов осуществляется определенными стимулами – бактериальные продукты, компоненты комплемента (С3, С5), многие цитокины и антитела, рецепторы к которым имеются на мембране у фагоцитов.

Фагоцитоз состоит из 4 последовательных стадий:

1. Хемотаксис – амебивидное движение фагоцитов по градиенту концентрации активирующих стимулов (хемотаксинов). Миграцию макрофагов могут активировать компоненты комплемента (С3b, C5a, C5b, C6-, C7-, Ba), бактериальные ЛПС, продукты деградации клеток, хемокины.

2. Адгезия – одно из главных условий поглощения - эффективная адгезия к микробу. Хорошо реализовать свои поглотительные свойства они могут реализовать только на твердой поверхности, тк плавают они очень медленно. Опсонины – обволакивают микроорганизм, ухудшая его подвижность (АТ, С3b, фибронектин, сурфактант). Опсонины делают поглощение более эффективным, что связано с их стабильным взаимодействием с соответствующими рецепторами. Отсутствие этих рецепторов существенно снижает функциональную активность фагоцитоза.

3. Поглощение – идентично поглощению у амеб. Образуется фагосома. К фагосоме устремляются лизосомы и выстраиваются по ее периметру, затем мембраны фагосомы и лизосом сливаются, образуя фаголизосому. Поглощению способствует взаимодействие поверхностных рецепторов фагоцитов с АГ или фрагментами опсонинов. Фагоцитированные микроорганизмы подвергаются атаке комплекса различных микробицидных факторов (кослородзависимых и кислороднезависимых).

Кислородзависимая микробицидная активность реализуется через образование значительного количества продуктов с токсическим действием, повреждающих микроорганизмы и окружающие структуры. НАДФ-оксидаза и цитохром b в присутствии хинонов трансформируют О2 в анион супероксида О2-. Последний проявляет выраженное повреждающее действия, далее трансформируется в перекись водорода, которая окисляет ионы хлора в гипохлорит-ионы, также обладающие сильнейшим бактерицидным действием.

Кислороднезависимые механизмы активируются в результате контакта опсонизированного оюъекта с мембраной фагоцита. В процессе фаголизосомального слияния первыми с мембраной фагосомы сливаются гранулы, содержащие лактоферрин и лизоцим, далее азурофильные гранулы с катионными белками, протеиназами, катепсином G, дефензинами. Эти продукты вызывают повреждение клеточной стенки, нарушение некоторых метаболических процессов, в большей степени активны против грамположительных бактерий.

Завершенность фагоцитарных реакций. Поглощенные фагоцитами бактерии обычно погибают и разрушаются, но некоторые могут блокировать слияние фагосомы с лизосомой(вирус гриппа, микобактерии, токсоплазмы), быть устойчивыми к лизосомальным ферментам (гонококки, стафилококки), либо быстро покидать фагосомы после поглощения и длительно жить в цитоплазме (риккетсии) тогда фагоцитоз носит незавершенный характер. Некоторые внутриклеточные паразиты даже способны к размножению внутри клетки.

Показатели фагоцитоза:

- фагоцитарный показатель (фагоцитарная активность) – процент нейтрофилов, содержащих частицы микроорганизма

- фагоцитарное число (фагоцитарный индекс) – среднее число микроорганизмов, поглощенных одним фагоцитом.

17. Гуморальный иммунный ответ: классы иммуноглобулинов, возрастная динамика, защитная функция антител при инфекции.

В гумаральных иммунных реакциях участвуют три клеточных типа: макрофаги (АГ-презентирующие клетки), Т-хелперы и В-лимфоциты

АГ-презентирующие клетки фагоцитируют микроорганизм и перерабатывают его, расщепляя на фрагменты (процессинг АГ). Фрагменты АГ выставляются на поверхность АГ-презентирующей клетки вместе с молекулой МНС. Комплекс АГ-молекула МНС2 предъявляется Т-хелперу. Распознание комплекса Т-хелпером стимулирует секрецию ИЛ-1 макрофагами.

Т-хелпер под действием ИЛ-1 синтезирует ИЛ-2 и рецепторы к ИЛ-2, последний по аутокринному механизму стимулирует пролиферацию Т-хелперов, а также ЦТЛ. Таким образом, после взаимодействия с АГ-презентирующей клеткой Т-хелпер преобретает способность отвечать на действие ИЛ-2 бурным размножением. Биологический смысл этого явления состоит в накоплении Т-хелперов, обеспечивающих образование в лимфоидных органах необходимого пула плазматических клеток, вырабатывающих АТ к данному АГ.

В-лимфоцит. Его активация предполагает прямое взаимодействие АГ с молекулой Ig на поверхности В-клетки. В этом случае сам В-лимфоцит перерабатывает АГ и представляет его фрагмент в связи с молекулой МНС2 на своей поверхности. Этот комплекс распознает Т-хелпер, отобранный при помощи того же АГ. Узнавание рецептором Т-хелпера комплекса АГ-МНС2 на поверхности В-лимфоцита приводит к секреции Т-хелпером ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5 и ИНФ-гамма, под действием которых В-клетка размножается, образуя клон плазматических клеток. Плазмоциты синтезируют АТ. Секрецию АТ стимулирует ИЛ-6, выделяемый активированным Т-хелпером. Часть зрелых В-лимфоцитов после антигеннезависимой дифференцировки циркулирует в организме в виде клеток памяти.

Классы иммуноглобулинов:

Иммуноглобулин G (75%)

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 (10-12%)

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 (5-10%)

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 (1%)

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 (1%)

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).

Свойства антител:

Специфичность – способность антител вступать в реакцию только со специфическим антигеном, благодаря наличию антигенных детерминант на антигене и антигенных рецепторов (антидетерминант) на антителе.

Валентность – количество антидетерминант на антителе (обычно бивалентны);

Афинность, аффинитет – прочность соединения между детерминантой и антидетерминантой;

Авидность – прочность связи антитела с антигеном. Благодаря валентности осуществляется связь одного антитела с несколькими антигенами;

Гетерогенность – неоднородность, обусловлена наличием трех видов антигенных детерминант:

Изотипические – характеризуют принадлежность иммуноглобулина к определенному классу (IgA, IgG, IgM и др.);

Аллотипические – (внутривидовая специфичность) соответствуют аллельным вариантам иммуноглобулина (у гетерозиготных животных разные иммуноглобулины);

Идиотипические – отражают индивидуальные особенности иммуноглобулина (могут вызывать аутоиммунные реакции).

Возрастные особенности:

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.

18. Роль секреторных иммуноглобулинов в местном иммунитете у детей и взрослых. Иммунные факторы женского грудного молока.

Учение о секреторных антителах восходит к идеям русского ученого А. М. Безредки о местном иммунитете (1919). Затем многими исследователями были обнаружены антитела в выделениях (кал, моча, слюна и др.) у людей, больных различными инфекциями (обзор Tomasi, 1968). Было показано, что преобладающим видом иммуноглобулинов в выделениях является IgA. Выделение иммуноглобулинов у человека довольно значительно. Если принять, что только слюны у человека выделяется за сутки 1000—1500 мл и что концентрация IgA в слюне 5—15 мг%, то окажется, что со слюной за сутки выделяется 50—250 мг секреторного IgA. Это составляет 5—10% от всего количества IgA, вырабатываемого человеком в сутки.

Кроме IgA, в выделениях обнаружены и другие глобулины, однако в значительно меньших количествах. Соответственно в органах, выделяющих иммуноглобулины, обнаружены в разных соотношениях клетки, вырабатывающие разные классы иммуноглобулинов (плазматические клетки) . Например, в слизистой оболочки десент и лимфатических узлов глотки преобладает секреция Ig G, Ig A секретируется в меньшем объеме. Также наряду с двумя вышесказанными АТ секретируется Ig M, при том в секрете слюнных желез и эпителии толстой кишки он занимает второе место после Ig A и только после него идет уже Ig G.

У детей до 2-4 лет секреторные Ig выделяются очень слабо.

Впимание исследователей в настоящее время привлекает изучение в более широком плане секреторных иммуноглобулинов в патологии. Появление антител в секретах при инфекциях (грипп, полиомиелит, кишечные инфекции, холера и др.) может иметь защитное значение и играть роль одного из факторов местного иммунитета по Безредке. Иммунизация различными патогенными микробами или инфекционное заболевание сопровождаются накоплением секреторных антител и их интенсивным выделением.

Усиленное выделение секреторных антител наблюдается и при пассивной иммунизации людей и животных, т. е. при введении им иммунных сывороток (например, холерного антитоксина, антитоксина газовой гангрены и др.) Пока по были открыты реагины типа глобулина IgE, полагали, что IgA песет основную функцию реагинов. В настоящее время участие IgA в аллергической сенсибилизации также полностью не отрицается.

Иммуноглобулины женского молока. Они представлены классами G, М и А, однако доминирующим является секреторный IgA (SIgA). SIgA синтезируется В-лимфоцитами в лимфоидных тканях молочной железы женщины и поступает в молоко. Незадолго до конца беременности в молочную железу мигрируют иммунокомпетентные В-клетки из лимфоидных образований кишечника, дыхательных путей и другой локализации. В лимфоидной ткани молочной железы они размножаются (феномен колонизации иммунных клеток) и начинают активно синтезировать SIgA антитела той же специфичности, что и раньше - против возбудителей острых инфекций кишечного, респираторного тракта, мочеполовых путей.

Процесс переселения В-клеток, продуцирующих SIgA различной специфичности, стимулируется и контролируется гормонами и цито-кинами. Продукция SIgA иммунной системой кормящей матери идет настолько интенсивно, что уровень этих иммуноглобулинов в крови женщины возрастает в 5 раз.

Динамика концентрации SIgA в грудном молоке здоровой матери в первую неделю после родов определенным образом связана со сроками созревания молока. Отечественная школа педиатров определяет следующие временные параметры: для молозива - первые 2-3 дня после родов, затем наступает фаза переходного молока - до 6-7 дня, а с начала 2-й недели - зрелого молока.

Молозиво по составу почти идентично тканям новорожденного и поэтому легко усваивается. Это густая, желтоватая жидкость с очень высокой концентрацией белка, аминокислот, липидов и других компонентов. По мере созревания их процентное содержание снижается. При раннем прикладывании ребенка к груди он сразу получает порции молока с большим содержанием секреторных иммуноглобулинов класса А, лизоцима, лактоферрина, лактопероксидазы, бифидогенных факторов и других веществ, стимулирующих колонизацию кишечника защитной микрофлорой.

Изменение содержания IgA в грудном молоке в целом соответствует указанным выше срокам его созревания. В молозиве отмечен максимальный уровень SIgA- 12-16 мг/мл, со 2-3 дня лактации его уровень быстро снижается и к концу первой - началу второй недели стабилизируется на цифре 0,6-1 мг/мл. Такая концентрация SIgA удерживается в зрелом молоке на протяжении 8-9 мес. При неоднократном вскармливании в организм ребенка ежедневно поступает 600-1000 мг SIgA. Секреторный иммуноглобулин, в отличие от сывороточных иммуноглобулинов разных классов, стабилен при низком уровне рН кишечника и не подвергается ферментативному расщеплению кишечными протеазами.

SIgA локализуется в муциновом слое слизистых оболочек желудочно-кишечного такта. Защитная роль SIgA заключается в экранировании эпителия пищеварительного тракта от чужеродных антигенов инфекционного и неинфекционного порядка. Эта функция реализуется путем специфического связывания секреторными антителами бактерии, вирусов, токсинов и других аллоантигенов. В результате предотвращается адгезия и колонизация бактерий, проникновение в клетки и кровоток вирусов и некоторых инвазивных микробов.

Секреторные антитела класса IgA - главный фактор местного иммунитета пищеварительного тракта против разнообразных эн-теропатогенных бактерий, вирусов и токсинов.

Усилению барьерной функции слизистой кишечника ребенка способствуют и другие гуморальные факторы грудного молока - лизо-цим, лактоферрин (он связывает железо, уменьшая его потребление патогенными бактериями), комплемент, пропердин, лактопероксида-за. Показано, что комплекс лактопероксидазы с ионами тиоционата и Н₂0₂ эффективно ингибирует рост и размножение патогенных бактерий на эпителии слизистых пищеварительного, дыхательного и мочеполовых путей.

От уровня барьерной функции слизистой желудочно-кишечного тракта в значительной мере зависит риск возникновения пищевых аллергических реакций. Если барьер слаб, то в кровь начинают всасываться цельные белки и недостаточно расщепленные пептиды, что провоцирует аллергические расстройства у детей.

В грудном молоке содержатся также сывороточные иммуноглобулины классов М, G, А (их уровень существенно ниже, чем уровень SIgA), макрофаги, ЕК-клетки, В- и Т-лимфоциты, иммуноцитокины (интерлейкины, интерферон и др.). Роль этих факторов еще мало изучена.

Вместе с тем замечено, что вскармливание нативным грудным молоком существенно активирует процесс становления иммунного статуса ребенка, из крови быстрее элиминируются малодифференци-рованные формы клеток, созревание лимфоцитов протекает более энергично.

Уникальный состав иммунных факторов женского молока, к сожалению, весьма нестоек к термическому воздействию. Даже мягкая пастеризация грудного молока (63°С в течение 30 мин.) инактивирует иммуноглобулины, комплемент, лизоцим, другие ферменты, разрушает клетки.

Поэтому использование пастеризованного донорского женского молока, равно как и вскармливание различными искусственными смесями, частично позволяет решить задачи питания, но не предупреждает развития дисбактериоза кишечника и острых кишечных инфекций у детей 1-го года жизни.

19. Клеточный иммунный ответ: субпопуляция Т-лимфоцитов, их значение в противовирусном, трансплантационном и противоопухолевом иммунитете. Возрастные особенности клеточного иммунитета.

Индукция Т-клеточно опосредованных реакций. Начинается с поглощения АГ АГ-презентирующими клетками. Обязательное условие взаимодействия АГ-презентирующей клетки и Т-лимфоцита – идентичность молекул МНС (то есть АГ распознается, будучи представленным Т-лимфоциту только в контексте собственного аллельного варианта молекулы МНС на поверхности макрофага). CD-4 клетки распознают АГ в сочитании с молекулами МНС2, а CD-8 клетки в сочитании с молекулами МНС1. То есть АГ-реактивные (сенсибилизированные) Тгзт (CD-4) и ЦТЛ (CD-8) образуются только при взаимодействии процессированного АГ и экспрессированных гликопротеинов комплекса МНС.

Уничтожение клетки-мишени ЦТЛ. Представленный на поверхности клетки-мишени АГ в комплексе с молекулой МНС1 связывается с рецептором ЦТЛ. В этом процессе участвует молекуда CD-8 клеточной мембраны Т-клетки. Секретируемый Тх ИЛ-2 стимулирует пролиферацию ЦТЛ, который распознает клетку-мишень и прикрепляется к ней. В цитоплазме активированного ЦТЛ присутствуют мелкие гранулы, концентрирующиеся в той части, которая расположена в области контакта с клеткой-мишенью. Параллельно происходит переориентация цитоскилета, смещение в эту область комплекса Гольджи, в котором и формируются эти гранулы. Гранулы содержат белок порфирин. Выделяемые ЦТЛ молекулы порфириа полимеризуюьтся в мембране клетки-мишени в присутствии ионов кальция и формируют порфириновые поры, пропускающие воду и ионы, но не молекулы белка. В результате клетка-мишень погибает в следствии быстрого выравнивания ионного состава клетки и межклеточного веества. Сам лимфоцит защищен от цитотоксического действия порфирина. Альтернативное мнение состоит в том, что ЦТЛ и NK – источники сигнала, запускающего уже предсуществующую суицидальную программу в клетке-мишени. Сигнал усиливается глюкокортикоидами.

Реакции ГЗТ. Тгзт-клетки распознают чужеродные АГ (преимущественно микроорганизмы), секретируют гамма-интерферон и другие лимфокины, стимулируя тем самым цитотоксичность макрофагов и усиливая другие Т- и В-клеточные ответы. ГЗТ – местный клеточно-опосредованный иммунный ответ. Реакции ГЗТ могут развиваться в любой ткани, но исторически их рассматриваютв контексте кожного тестирования (например, туберкулин). Развитие реакции ГЗТ включает комплекс межклеточных взаимодействий, ведущих к активации макрофагов. Сенсебилизированные Тгзт распознают эпитопы, представленные на мембране дендритных клеток, и секретируют цитокины, активирующие макрофаги и привлекающие другие провоспалительные клетки. Активированные макрофаги в свою очередь секретируют множество БАВ, вызывающих воспаление и уничтожение бактерий, опухоли и другие чужеродные клетки. К этим БАВ относят цитокины (ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО-альфа), активные метаболиты кислорода, протеазы, катионные белки, лизоцим, лактоферрин).

На мембранах Т- и В- лимфоцитов распола-гаются поверхностные антигенные маркеры, обозначаемые символом CD (Claster definion). В настоящее время идентифицировано всего свыше 130 маркерных молекул клеточных мембран лимфоцитов.

Наиболее важными в функциональном плане являются CD4-и CD8-субпопуляции Т-лимфоцитов.

Субпопуляция CD4 Т-лимфоцитов

Характерная особенность субпопуляции CD4 Т-лимфоцита состоит в том, что антигенраспознающий рецептор представлен a- и b-полипептидными це-пями. Последний способен распознавать только пептидные антигены в ком-плексе с молекулами МНС-II, экспресссируемыми на антигенпредставляю-щих дендритных клетках, В-лимфоцитах, макрофагах, эндотелии сосудов. Свободный антиген не распознается CD4-лимфо-цитами.

Основными функциональными субпопуляциями CD4 лимфоцитов явля-ются Т-хелперы (Th0, Th1, Th2, Th3) , выделена также минорная субпопуля-ция цитотоксических лимфоцитов с мембранным маркером CD4.

Разделение ТCD4-лимфоцитов на отдельные субпопуляции обусловлено их способностью к синтезу тех или иных лимфокинов с различной степенью интенсивности.

Ниже представлена функциональная характеристика отдельных субпопу-ляций CD4-лимфоцитов.

Th0 отличаются незначительной интенсивностью экспрессии генов, коди-рующих цитокины всех других трех субпопуляций (Th1, Th2, Th3).

Th1 продуцируют лимфотоксин, интерлейкин- 2, g-интерферон, тумор-некротизирующий фактор (ФНО).

Th2 на фоне антигенной стимуляции продуцируют такие цитокины, как интерлейкин-4, интерлейкин-5, интерлейкин-10, интерлейкин-13.

Th3 продуцируют интерлейкин-4, интерлейкин-10, трансформирующий фактор роста В.

Какие же биологические эффекты свойственны вышеуказанным цитоки-нам?

Прежде всего следует отметить, что на поверхности всех лимфоцитов, помимо антигенчувствительных рецепторов, CD-рецепторов различных кате-горий к малоизученным лигандам, имеются рецепторы к интер-лейкинам, С3- и С4- компонентам комплемента, к Fc-фрагментам иммуноглобулинов и другим антигенам. В связи с этим следует отметить, что продуцируемые Th цитокины обеспечивают межклеточное взаимодействие не только между от-дельными субпопуляциями лимфоцитов, но и клетками мононуклеарной фа-гоцитирующей системы, костномозговыми клетками и другими клеточными элементами.

Ниже представлена характеристика отдельных лимфокинов, продуцируе-мых CD4-лимфоцитами.

Интерлейкин-2 - белок, чувствительный к действию протеаз, продуциру-ется ThI на фоне антигенной стимуляции, является фактором роста Т-лимфоцитов, усиливает реакцию бласттрансформации лимфоцитов на мито-гены. В-лимфоциты могут экспрессировать на своей поверхности рецепторы к интерлейкину-2 на фоне антигенной стимуляции, если они находятся на поздних стадиях дифференцировки.

Туморнекротизирующий фактор, или фактор некроза опухоли (ФНО) об-ладает способностью усиливать цитотоксические эффекты макрофагов, кил-лерную активность натуральных киллеров, обеспечивающих эффективные механизмы противоопухолевой и противовирусной защиты клеток, активи-рует эндотелий, усиливает экспрессию молекул адгезии для лейкоцитов, ин-дуцирует реакции апоптоза лимфоцитов. В то же время ФНО способен регу-лировать миеломоноцитарно-пролиферативные эффекты.

Лимфотоксины - вещества белковой природы, обладающие свойствами цитотоксинов, реализуют киллерную активность лимфоцитов или моноци-тов, активируемых антигенами или митогенами и вызывающими лизис кле-ток-мишеней. Лимфотоксины являются активаторами нейтрофилов, эндоте-лия сосудов, способствуют экспрессии эндотелиально-лейко-цитарных моле-кул адгезии и эмиграции лейкоцитов.

Интерферон-a выделяется сенсибилизированными Th1, а также В-лимфоцитами, обеспечивает антипролиферативный эффект, регулирует фа-гоцитарную активность макрофагов. Последние под влиянием интер-ферона-a приобретают способность фагоцитировать опухолевые и микробные клет-ки. Интерферон-a стимулирует активность нейтрофилов, эндотелия сосудов, естественных киллеров, дифференцировку CD4 Т-лим-фоцитов, является главным цитокином в реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ), с его помощью можно воспроизвести многие симптомы ГЗТ.

Интерлейкин-4 продуцируется Th2 и Th3, имеет белковую природу, сти-мулирует пролиферацию Т-лимфоцитов и лаброцитов, обеспечивает пере-ключение биосинтеза иммуноглобулинов в В-лимфоцитах с класса IgM на IgE, индуцирует дифференцировку Th2.

Интерлейкин-5 продуцируется Th2 и тучными клетками, стимулирует дифференцировку и повышает активность эозинофилов, пролиферацию В-лимфоцитов, обеспечивает совместно с интерлейкином-4 противопаразитар-ную защиту.

Интерлейкин-10 образуется Th3,а также В-лимфоцитами, моноцитами, тканевыми макрофагами. Впервые был получен из Т-хелперов, является ин-гибитором синтеза a-интерферона, гранулоцитарного и макрофагального ко-лониестимулирующих факторов (КСФ), интерлейкина-2, интерлейкина-3. В последнее время появились работы о возможности стимулирующего воздей-ствия интерлейкина-10 на пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов, Т-лимфоцитов, тимоцитов и тучных клеток.

Интерлейкин-13 является одним из факторов, регулирующих пролифе-рацию, дифференцировку и функцию макрофагов.

Трансформирующий фактор роста B (TGF B) продуцируется субпо-пуляцией Тh3, является главным гуморальным фактором супрессии иммун-ного ответа.

Субпопуляция CD8 Т-лимфоцитов

На протяжении ряда лет функциональную активность субпопуляции свя-зывали с развитием супрессии иммунного ответа на антигенную стимуля-цию, поэтому данную субпопуляцию Т-лимфоцитов именовали как Т-лимфоциты супрессоры. В последние годы изменились представления о ме-ханизмах супрессии иммунного ответа. В настоящее время доказано, что CD8-субпопуляция Т-лимфоцитов на фоне антигенной стимуляции транс-формируется в цитотоксические Т-лимфоциты.

Между тем, супрессия иммунного ответа является многофакторным явле-нием, обусловливаемым интенсивностью элиминации антигена из организма, степенью выраженности апоптоза лимфоцитов, гормональным фоном, интен-сивностью продукции трансформирующего фактора роста В Th3.

CD8 Т-лимфоциты распознают чужеродный антиген только в его связи с молекулами МНС-I на поверхности клеток. Антигенпредставляющими клет-ками для CD8Т-лимфоцитов может быть любая клетка, поскольку антигены МНС-I экспрессируются на всех клетках организма с различной степенью интенсивности.

Молекулы МНС-I способны связать пептидные фрагменты антигена в ци-топлазме клетки, то есть антигены вирусов, бактерий, простейших в случаях их внутриклеточного расположения.

Дата: 2019-02-19, просмотров: 719.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒