и факторами окружающей среды.
СЕРОЛОГИЯ - раздел прикладной иммунологии,
разрабатывающий
иммунологические
реакции (с участием АГ,АТ,Тк,Тх и др.) in vitro (вне организ-
ма). Термин «серология»
возник в результате первых наблюдений за реак-
циями сыворотки
крови с антигенами из-за использования сывороток (serum). Серология изучает
взаимодействия АГ со специфическими АТ-ми, т.е. серо-
логические
взаимодействия.
Серологические
реакции делятся на прямые (без помощи дополнительных реагентов) и непрямые
(при помощи дополнительных реагентов). /1987/
1.1. Задачи
иммунологии:
1. изучение иммунной системы здорового
человека;
2. изучение роли ИС в патогенезе инфекционных
и неинфекционных заболеваний
3. разработка дешевых унифицированных и
информативных методов оценки иммунного статуса
4. разработка новых
высокоэффективных иммуноактивных препаратов и оптимальных схем их
применения.
Иммунитет (в общем
смысле) обусловлен действием
- гуморальных (АТ,
комплемент и пр.) и
- клеточных
(фагоциты, Тк) факторов защиты.
___табл.2.___________________________________________________________
------- ОБЩИЕ
ЗАЩИТНЫЕ РЕАКЦИИ --------
| |
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ
(иммунные) (естественные)
ГУМОРАЛЬНЫЙ КЛЕТОЧНЫЙ ГУМОРАЛЬНЫЕ
КЛЕТОЧНЫЕ
ИММУНИТЕТ ИММУНИТЕТ - различные ЕКК
АТ Т-киллеры
факторы фагоциты
В-система иммунитета Т-система иммунитета
(комплемент,
Ig
M,G,A,E лизоцим,
катионные
белки)
В-система
(гуморальный иммунитет, АТ) ответственены за:
1. нейтрализацию
антигенов, в т.ч.
- токсинов
(антитоксический иммунитет), при следующих токсикоинфекциях (ботулизм,
столбняк, дифтерия, газовая гангрена, холера, коклюш)
-ферментов,
- белков (факторов)
адгезии (на бактериях и вирусах, т.е.отчасти определяет антивирусный иммунитет.);
(-
жгутиков—потеря подвижности);
2. определяет
иммунитет при большинстве бактериальных инфекций;
3. анафилаксию и
аллергию (Ig E и Ig G4);
4. аутоиммунные
заболевания (Ig G);
5. иммунокомплексную
патологию (Ig G и M).
Т-система
(клеточный иммунитет; Т-киллеры) ответственны за:
1. противовирусный иммунитет (корь,герпес-вирусы,»медленные»вирусы);
2. иммунитет
при некоторых бактериальных инфекциях ( бруцеллез, ,туляремия, туберкулез,
лепра, чума, риккетсиозы, листериоз, хла-
мидиоз, ЭИКП /эшерихиоз/, сифилис, дизентерия и пр.) заболеваниях,
при которых происходит внутриклеточное поражение.
Активация иммунитета может при этом привести к ускоренному выходу
микробов и з клеток и обострению заболевания (без фоновой антибиотикотерапии).
3. противогрибковый
иммунитет (особенно кандид);
4. подавление
протозойных инвазии;
5. ГЗТ, в т.ч.
реакцию отторжения аллогенного трансплантанта;
контактная аллергия
на простые химические соединения.
6. элиминацию
стареющих и мутированных клеток;
7. Противоопухолевый
надзор.
8. Влияние на развитие аутоиммунных процессов.
9. Регуляция функциональной активности кроветворных
стволовых клеток,
В-лимфоцитов, Т-лимфоцитов
(контрсупрессоров, эффекторов).
1.2. Иммунитет
Табл.3.
____________________________________________________________
ИММУНИТЕТ
______________________________________________
| |
Наследственный
Приобретенный
+
----------- + ------------ +
Приобретенный
Приобретенный
активно
пассивно
(активный им-т)
(пассивный иммунитет)
-перенесенное
+---------+----------+
заболевание
Естественный Искусственный
-активное
- Ig G матери - вакцинация
функционирование
у новорожденного - введение
иммунной
системы - Ig A молока в антител
жкт
1.3. Неспецифические и
специфические факторы защиты
Табл.4.
Неспецифическая
защита | Специфическая (иммунная) защита
I.
ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУНИТЕТ
1.Нейтрализация и дест-
рукция патогенных 1.
Нейтрализация чужеродных
агентов различными агентов
антителами (токсинов,
веществами (лизоцимом, ин- ферментов,
молекул адгезии,
терфероном, радикалами, жгутиков)
с последующим эндо-
катионными белками и пр.); цитозом
и деструкцией;агг-я м-ов
2. Комплементарный лизис 2.
Антитело-зависимый комплемен-
(преимущественно
АПК); тарный лизис(преимущественно КПК);
3. Неспецифический эндоцитоз 3.
Антитело (Fc-)-зависимый эндо-
(кэппирование,фагоцитоз); цитоз
(кэппирование,фагоцитоз);
4. Естественная цитотоксич- 4.
Антитело-зависимая цитотоксич-
ность ность
(АТ-ЗКЦ), осуществляемая
а) непосредственная (ЕКК) К-лимфоцитами,макрофагами,нейт-
б) опосредованная рофилами,
эозинофилами, тромбо-
(макрофагов, ПМЛ, тром- цитами.
боцитов)
II. КЛЕТОЧНЫЙ
ИММУНИТЕТ
- С-ЗКЦ (через СR1,СR3) 5.
Антиген-зависимая цитотоксич-
ность
(АГ-ЗКЦ), осуществляемая
- лектин-ЗКЦ /=ЛЗКЦ/ Т-киллерами
и макрофагами.
КМ
- мутированные клетки и др.
-
бактериофаги
4 основные
механизма защиты (комплементарный лизис,
фагоцитоз,
экзоцитоз /внеклеточное переваривание/, АГ-ЗКЦ).
Отметить функции
антител в ИК:
1. Нейтрализация
антигенов;
2. Активация
комплемента (КПК);
3. Активация клеток
с Fc-R
а) фагоцитоз
(объект <)
б) экзоцитоз
(объект > перекрестное связывание)
- ТК гистамина
- фагоцитами
ферментов,
в т.ч. МПХ, ФЛ А2-я0ПОЛ
( осуществление
АТ-ЗКЦ).
(Ройт.А.
«Основы иммунологии»,М., «Мир»,1991)
Глава 2. Иммунный ответ. Иммунологическая
толерантность
ИО - реакция иммунной системы (ИС) на введение АГ.
Иммунным ответом называют преобразование лимфобластов в
специализированные к данному чужеродному антигену клетки.
__табл.5._____________________________________________________
АГ запускает
+------------+-------------+
либо ИО либо
толерантность
(от низкой до высокой (состояние
ареактивности
чувствительности к АГ) к
АГ)
_______________________________________________________________
2.1. Иммунологическая
толерантность
__табл.6.____________________________________________________
(Частная толерантность -
иммуносупрессия)
+ ------------
+ -------------+
к собственным АГ к
чужеродным АГ
(аутотолерантность)
_______________________________________________________________
Толерантность может развиваться преимущественно в системе
гуморального иммунитета или клеточного.
Например, при ряде инфекций и глистны х инвазий развитие
гуморального имунитета (особенно на ранних этапах инфекции) может блокировать
формирование клеточного иммунитета и способствовать более быстрому прогрессированию
инфекции.
Достижение состояния толерантности - основная цель
транс плантологии, отмена толерантности - основа развития аутоиммунитета.
1) Аутотолерантность (толерантность к собственным белкам)
1.Клонально-селекционная теория.
Согласно концепции Бернета /1971/ в эмбриогенезе
происходит уничтожение клонов клеток, способных реагировать на собственные ткани.
2.2. Механизмы
развития толерантности
1. Элиминация аутореактивных лимфоцитов в
герминативных центрах в раннем онтогенезе (полностью не происходит). Индукция
толерантности у зрелых Т- и В-лимфоцитов (лимфоциты в "спячке").
Ведущая роль принадлежит клональной делеции в тимусе.
2. Неспособность отвечать на свое - дополнительный
сигнал, прекращающий дальнейший ответ(АГ-специфические Тs).
3. Тs-зависимая активная супрессия - первоначально в
пейеровых бляшках (на периферии), затем в ЛУ и селезенке.
4. Отсутствие дополнительных сигналов (ИЛ или макрофагов в
случае Тнезависимых АГ-ов).
5. Ген + интрон = АГ + пептид интрона+HLA--- иммунотолерантность.
Тs специфически угнетают антителообразование; выявляются в
Тзависимых зонах периферических лимфоидных органов в тесном контакте
с CD4+
хелперами.
Тs индуцируются либо под воздействием высоких
концентраций АГ в отличие отТх, индуцирующихся оптимальными дозами, и в
значительно более ранние сроки после воздействия АГ. Механизм специфической
Т-супрессии еще далек от окончательной расшифровки, но, вероятно, активность
HLA I-зависимых Т-супрессоров проявляется на уровне процесса кооперации HLA
II-зависимых Тх и В-лимфоцитов и связана с распознаванием кетками этих типов
различных эпитопов АГ.
Действие на Тs на CD4+-хелперы или В-лимфоцитов
опосредуется через ряд растворимых АГ-специфических и АГ-неспецифических Т-супрессорных
факторов.
__табл.7.______________________________________________________
Толерантность к
чужеродным АГ
+------------------+------------------+
Естественная Искусственная
1. Генетически обусловленная |
1. Индуцированная (вторичная)
(первичная) |
ИД
Например, нечувствительность | - введение
иммунодепрессантов
организма собаки к туберкулез |
(имуран, 6-меркаптопурин,
ным палочкам.
| глюкокортикоиды, циклоспорин,
2. Классическая |
антибиотики, антилимфоцитар-
- В период эмбриогенеза
| ная сыворотка)
(опыт: инъекция чужеродных
| - облучение
клеток эмбриону - ИО не |-
введение больших доз АГ
развивается)
| -- 0,5мкг мыши -- ИО
_Пероральная толерантностья. | -- 500 мкг --
ареактивность
-- толерантность к АГ пищи |- недостаток
ИЛ-2 и других
(матери в процессе Бере - |
компонентов ИС.(Толерантность,
менности)
| вероятно, играет важную роль -
- Поливалентный АГ + В-лим- | в развитии
новообразований.)
фоциты (с мембранными Ig) |- введение
антиидиотипических АТ
-- толерантность
____________________________________________________________________
Введение в неонатальном периоде небольших количеств антиидиотипических
антител на многие месяцы угнетает В-клетки, несущие соответствующий идиотип:
В-клетки и регулирующие соответствующие Т-супрессоры длительное время
остаются в незрелом состоянии. (В-клеточная толерантностья) Сходное состояние
толерантности наблюдается во взрослом организме по отношению к внутренним
идиотопным АГ ( детерминантам антиидиотипических АТ). С помощью вакцинации
внутренними идиотопными АГ можно выз- вать стимуляцию синтеза АТ против внешних
АГ.
Глава 3. Запуск
иммунного ответа
Различают первичный ИО (на первое введение АГ
в организм), вторичный ИО (на последующие появления в организме).
Иммунный ответ базируется на способности клеток иммунной
системы отличать "свое" от "чужого" и представляет
собой ряд последовательных этапов: распознавание антигена, его трансформацию
(переработку) и элиминацию из организма.
3.1.Организменный
уровень
Взаимодействие ИКК и подключение АГ-специфического
звена ИС могут осуществляться только в ее специализированных органах.
Пути попадания АГ в лимфоидные органы.
1) АГ циркирует по организму и с током лимфы или крови
попадает в ЛУ или селезенку. В том случае АГ связывается и презентируется
макрофагами и В-лимфоцитами.
- _Корпускулярный АГ. (в составе клеток, фрагментов
клеток,
агрегатов) поглощаются и_презентируются макрофагами;
- _растворимый АГ, вероятно, преимущественно
презентируются
_В-лимфоцитами, поскольку условием проникновения АГ в
эти
клетки является его связывание с АГ-распознающим
рецепто-
ром BCR. Это происходит в наружных слоях коры ЛУ,
вокруг
фолликулов. В результате на поверхности этих клеток
вскоре
появляются молекулы HLA II класса, многие из которых
несут
пептидные фрагменты АГ.
2) АГ попадает в ЛУ с лимфоцитами (после контакта с
АГ в кровеносном русле часть лимфоцитов оседает в лимфоидных органах),
3) Попадание АГ через дендритные клетки. В этом случае
АГ связывается белыми отростчатыми _эпидермоцитами (клетками
Лан-_герганса.), подвергается процессингу с образованием комплекса с продуктами
HLA II класса. Под действием ГМ-КСФ, альфа-ФНО и других цитокинов,
выделяемых активированными кератиноцитами,белые отростчатые эпидермоциты поступают
в эфферентную лимфу и достигают регионарного ЛУ. В процессе перемещения они
дифферен цируются через стадию вуалевой клетки в зрелые дендритны (интердигитальные)
клетки, экспрессирующие вспомогательные молекулы CD и, следовательно, способные
эффективно представлять антигенный пептид Т-хелперу. Клетки локализуются
исключительно в тимусзависимых зонах (в ЛУ - в паракортикальной зоне). К этому
времени завершается обработка (процессинг) АГ и его экспрессия в составе
молекулы HLA II класса. В такой форме пептид презентируется Т-хелперам.
Через несколько минут после проникновения АГ в ЛУ
развивается процесс, обозначаемый как улавливание лимфоцитов. Афферентная
лимфа доставляет в ЛУ клоны лимфоцитов разной специфичности. Лимфоциты,
способные распознать поступивший в ЛУ АГ, задерживаются, тогда как лимфоциты,
принадлежащие другим клонам, продолжают рециркуляцию. Продолжительность
процесса улавливания (рекрутирования) лимфоцитов - несколько часов.
Основой процесса служат ранние проявления локального
воспаления (в ЛУ). Активированные макрофаги и клетки стромы выделяют
"коктейль" воспалительных цитокинов - ИЛ-1, ФНО-альфа, ИЛ-6,КСФ, хемокины
и др., что обусловливает развитие сосудистых и клеточных реакций,
свойственных воспалению. Повышается интенсивность кровотока через ЛУ и
рециркуляция через него лимфоцитов.
Описано развитие неотвечаемости на АГ после удаления
регионарного ЛУ через несколько часов после введения этого АГ: практически все
клетки, способные обеспечить специфический ИО, оказались
"сосредоточенными" к этому моменту в удаленном узле.
3.2.Тканевой/органный уровень
Клеточный
уровень
_Для активации ИКК необходимо 2 сигнала:
- специфический (АГ, HLA II /комплекс АГ-Iа/,...) /для
Тк достаточен ИЛ-1/
- неспецифический (ИЛ-1,2, Pg E2 или др.)
По набору АГ-связывающих рецепторов Т- и В-лимфоциты
чрезвычайно неоднородны. Каждый лимфоцит еще до контакта с АГ несет определенный
набор рецепторов, специфичных для определенных структурно-сходных
антигенов. Наличие большого числа групп -клонов лимфоцитов - обеспечивает
сособность организма отвечать практически на любые антигены.
3.3.Субклеточный уровень
Начальную стадию ИО, в течение которого происходит
обработка антигенного материала, можно условно разделить на 4 этапа.
1) Эндоцитоз антигена (фагоцитоз, кэппинг, пиноцитоз).
2) Расщепление АГ (процессинг).
3) Экспрессия фрагментов антигена и Ia-подобного белка
на
поверхность клетки.
4) Представление (презентация) антигена Т-клеткам.
3.4. Биохимический уровень
1) Эндоцитоз АГ АПК-ми
АГ взаимодействует с поверхностью вспомогательной клетки
за счет рецепторов Ig, Fc, С3 или за счет неспецифического связывания с мембраной
клетки. Образующиеся фагоцитарные и пиноцитарные пузырьки погружаются внутрь
клетки и сливаются с лизосомами.
АПК (АГ-презентирующие клетки)
[А-клетки (accessory - добавочные или adherens -
прилипающие
/за способность активно прикрепляться к стеклу/).
Для АПК характерно
-прилипание к стеклу
-резистентность к облучению
-низкая плотность (выделяются в градиенте плотности –
специфические маркеры.
MIKF - фактор, способствующий экспрессии Ia-молекул.]
Критериями АПК является
2. наличие АГ HLA II на поверхности.
АПК являются:
- макрофагия перитонеальной полости, селезенки, тимуса,
костного мозга, альвеолярные макрофаги,
- эндотелиальные клетки (меньше 1% --- стимуляция ---
100% с
Iа-белком), ЭК.
Под влиянием антигенного воздействия на клетках сосудистого
эндотелия экспрессируются АГ HLA I класса; активированные Т-клетки и их
продукты (ИФ и др.) вызывают стабильную экспрессию АГ HLA II класса.
Аналогичные изменения происходят с клетками гладкой мускулатуры сосудов и с фибробластами
под действием ИФ. --- Вследствие этих изменений активируется дополнительный приток
к месту реакции АГ-специфических Т-лимфоцитов.
- клетки Лангерганса (составляют 4% эпителиальных клеток
кожи; если убрать Iа белки с клеток Лангерганса, то противо опухолевый иммунитет
может подавляться),
- фолликулярные дендритные и ретикулярные дендритные клетки,
(ДК составляют 5-10% общего количества макрофагов; однако
в отличие от макрофагов у них при активации не синтезируются Pg и другие
вещества и пр. ДК являются производными клеток Лангерганса из кожи (миграция
в ЛУ)
На клональном уровне выявлена гетерогенность в способности
Тх отвечать на АГ, представляемый макрофагами и ДК: отдельные клоны отвечают
на АГ, представленный только ДК или на макрофаги.
- активированные зрелые В-клетки (Ia-белок находится в
комплексе с сиаловыми кислотами) /пре-В-клетки и ПК не являются АПК/,
- купферовские клетки, интердигитирующие клетки,
- часть эпителиальных клеток кишечника,
- Р-клетки
- астроциты/, глиальные клетки (аналоги макрофагов).
Роль АПК заключается в переработке АГ, его
транспорте во вторичные лимфоидные органы и презентации - представлении
АГ лимфоцитам.
в/в --- селезенка
в/кож. --- в ЛУ --- ДК (дендритные клетки)
п/кож. ---
2) Расщепление АГ
Т-клетки не реагируют с нативным, непроцессированным АГ.
В фаголизосоме происходят переработка АГ, расщепление
белков на короткие пептиды или аминокислоты. Пептидные фрагменты взаимодействуют
с Ia-белком, который образуется в той же клетке. Комплекс Ia-белка и АГ
экспрессируется на поверхность, где распознается ИКК-ми (иммунокомпетенстными
клетками).
Синтезированный de novo белок поступает в цитоплазму,
где происходит частичный протеолиз и антигенный пептид в составе "АТФ -связывающей
кассеты" (которая защищает от полного протеолиза) поступает в эндплазматическую
сеть (ЭПС), где комплексируется с собираемым здесь HLA I, а затем через
комплекс Гольджи переносится в плазматическую мембрану. Альтернативный
комплекс вместо антигенного пептида содержит пептид сигнальной
последовательности.
Для АГ HLA процессинг не требуется(необходим только
для растворимых АГ). Имеются косвенные данные о том, что вспомогательные
клетки спсобны представлять не только растворимый, но и корпускулярный
антиген.
Экспрессию молекул HLA I и II класса, презентирующих
антиген, регулируют три генетических локуса HLA-TAP, DM и LMP, определяющие
их взаимодействие с антигенами. Первыми в систему процессинга различных экзогенных
антигенов включаются молекулы HLA-LMP и HLA-LMP, которые экспрессируются
под влиянием гамма-ИФ. Они запускают протеолиз в протеосомах и регулируют
пример и специфичность пептидов для связывания с молекулами HLA.
Протеосома представляет собой ферментный комплекс из 24
белковых субъединиц. Две цепи молекул HLA II класса синтезируются в эндоплазматическом
ретикулуме, временно соединяются с третьей, инвариантной Ii(CD) цепью,
которая предотвращает связывание их с аутопептидами. Затем этот комплекс
переносится в эндосомы, где связывается с соответствующим пептидом-антигеном длиной
9-25 аминокислот, вытесняющим инвариантную Ii цепь. Путем слияния эндосомы с
мембраной молекулы HLA-DR экспрессируют-
ся с антигеном-пептидом на поверхности клетки. Вытеснение
пептида инвариантной цепи и замену его специфическим пептидом-антигеном осуществляют
особые белки локуса HLA-DM, катализирующие этот процесс.
_Молекулы HLA I
класса постоянно синтезируются в ЭПР клетки и стабилизируются белком калнексином.
Эндогенные и вирусные антигены предварительно расщепляются в протеосоме на
пептиды размером 8-11 аминокислотных остатков. При связывании с АГ-пептидом
калнексин отщепляется, а молекулы HLA переносятся с помощью транспортных
белков HLA-TAP (transporter of antigen processing) на поверхность
клетки, где этот комплекс представляется Т-супрессорам/киллерам. /
В связь с конкретным пептидом-антигеном вступают
конкретные аллельные специфичности молекул ГКГ, что и обеспечивает распознавание
антигена.
Фрагмент АГ связывается с "карманом", объем которого
достаточен для связывания 10-20-членного пептиды. Связывание пептида
стабилизирует определенную "рабочую" конформацию HLA I класса и в таком
виде комплекс транспортируется к поверхностной мембране клетки.
HLA II постоянно рециркулирует между поверхностью
клеток, где происходит связывание с пептидными факторами и цитоплазменными
эндосомами, где происходит диссоциация комплекса HLAII-АГ.
Процессированный АГ, вероятно, закрывается в мембране
фосфатидилинозитолом. Не исключено, что АГ может реагировать и с другими структурами
поверхностной мембраны клеток.
Альтернативный путь метаболизма АГ ДК. Эффективен для
переработки малых количеств АГ. В отличие от классического пути переработки АГ
макрофагами, в АПМ главная роль по доставке АГ специфическим В-клеткам
зародышевых центров ЛУ отводится фолликулярным ДК (ФДК). Вторичная иммунизация
п/кож. АГ (1-8 мкг) сопровождается появлением в синусах дренирующих ЛУ АГ уже
в формеИК, часть которых задерживается и перерабатывается макрофагами.
Однако в подкапсульном синусе ЛУ часть ИК задерживается
нефагоцитирующими клетками с дендритной морфологией. (Последние, возможо, являются
предшественниками ФДК.) Они удерживают ИК на своей поверхности или в складках
мембраны и перемещаются к периферической стороне зародышевых центров ЛУ. В
конечном итоге АГ оказывается в ФДК, нитевидные отростки которых после после
приобретения многоморфных утолщений и веерообразной формы превращаются в
отростки, напоминающие своей морфологией бусы.ФДК с такими морфологическими
признаками выявляются уже через день после иммунизации, причем АГ,
ассоциированный с утолщениями, находится еще в непереработанном виде. В
1988г. эти утолщения
диаметром 0,3-0,4 мкм были идентифицированы
как"иккосомы"- образования, покрытые ИК (iccosomes - "immune complex coated").
В течение первых 3 дней после вторичной иммунизации ФДК
вырабатывают значительные количества иккосом, которые затем распространяются в
зародышевых центрах ЛУ. Благодаря поверхностному слою ИК иккосомы лег-ко присоединяются
к находящимся там В-клеткам. Последние эндоцитиру-ют АГ, расщепляют в
лизосомоподобных пузырьках и представляют в комплексе с антигенами HLA
Т-клеткам.
Именно на 5 день, когда число содержащих переработанный АГ
В-клеток в ЗЦ ЛУ достигает максимума, способность таких В-клеток стмиулирвать
выработку Т-клеточной гибридомой ИЛ-2 особенно выражена. По-видимому, после
индукции вторичного ИО ЗЦ ЛУ претерпевают 2 фазы изменений. В течение первых
5 дней В-клетки получают сигналы, необходимые для выработки специфических
антител (с 3 по 5 день число АОК в ЗЦ ЛУ достигают максимума). Во вторую фазу,
которая длится около 10 дней, происходит восстановление и расселение
субпопуляции В-клеток памяти.
Макрофаги, В-лимфоциты, дендритные клетки стимулируют
Тх к
взаимодействию с АГ.
3) Экспрессия фрагментов антигена_и Ia-подобного белка
на поверхность клетки
Мембранный Iа-подобный белок чрезвычайно
лабилен - легко слущивается с мембраны; спонтанно появляется и исчезает.
Количество Iа-белка на мембране макрофагов резко возрастает после воздействия
ИЛ-1. Однако на сильно активированных макрофагах Iа-белок исчезает. На
пре-В-лимфоцитах и ПК отсутсвует; имеется лишь на зрелых В-клетках (т.е. на
промежуточной стадии). На Т-лимфоцитах тимуса Iа-белок участвует в процессах
созревания и дифференцировки Т-клеток.
4) Представление (презентация) антигена Т-клеткам...
Рецептором HLA I класса являются молекулы CD4
Т-хелперов;
HLA II класса - CD8 Т-киллеров.
Взаимодействие клеток
1) АПК + В-лимфоцит (тимуснезависимый ИО)
2) АПК + Т-хелпер (тимусзависимый путь)
а) АПК (макрофаг) + Т-хелпер
Лимфоциты скапливаются вокруг макрофагов, образуются
цитоплазматические мостики. В ЛУ АГ может располагаться на поверхности дендритных
островков клеток фолликулов (длительно) и внутри макрофагов мозгового слоя.
Индукцию гуморального ИО обеспечивает взаимодействие
трех основных типов клеток - В-лимфоцита, макрофага и Т-лимфоцита. Макрофаги
фагоцитируют АГ и после внутриклеточной протеолитической деградации
экспрессируют его пептидные фрагменты на клеточной мембране, ассоциированные
с детерминантами антигенов класса II HLA самого макрофага.
Распознавание этих структур антигенраспознающим
рецепторным комплексом Т-хелперов и взаимодействие активированных
Т-клеток с В-клетками сопровождается активацией В-лимфоцитов и вступлением
последних на путь пролиферации, дифференцировки, а затем и продукции антител.
б) АПК (ДК=дендритная клетка, клетка Лангергенса) +
Т-хелпер
в) АПК (В-лимфоцит) + Т-хелпер
г) АПК (эндотелиальная клетка) + Т-хелпер
ПрезентацияАГ
1) Т-хелперам
2) Т-супрессорам
3) - Т-киллерам (клеточный ИО) - см. ниже
- В-лимфоцитам (гуморальный ИО) - см. ниже
-тимуснезависимая передача)
-тимусзависимая передача (от Тх)
ИКК могут активироваться специфически (на АГ) и
неспецифически (на ИЛ, суперантигены).
Антигенные детерминанты для _Тх целиком формируются
короткими сегментами полипептидной цепи ( + детерминанты белка-носителя).
Детерминанты для В-лимфоцитов могут быть образованы
из далеко
отстоящих по длине цепи сегментов, сближение которых
произошло
при формировании третичной структуры белка. Антигенные
детерми-
нанты для _Т-супрессоров определяется строением детерминантных
групп, присоединившихся к белку-носителю
(гаптеноспецифичны).
Т.е. для Тх необходимы линейные АГ
для Тs - линейные и пространственные
для В-лимфоцитов - линейные и пространственные.
Связь АГ с ГКГ очень прочная: активность мембран АПК
снижалась лишь после обработки проназой или при рН 2,0, по-видимому, за счет
отделения переработанного АГ от мембраны.
CD3 является составной частью АГ-специфического Т-клеточного
Рецептора (ТсR-CD3), запускающего процессы АПГ-зависимой
активации Т-клетки.
CD4 и CD8 - распознающие структурные детерминанты антигенов
ГКГ, обеспечивают процесс иммунологического ограничения, а кроме того, способны
самостоятельно, без участия ТсR-CD3, передавать активирующий клетку сигнал. Т.о.,
контролируя экспрессию антигенов CD3, CD4 и CD8 , Т-лимфоцит
способен регулировать процессы своей активации и эффекторные функции.
В живой клетке постоянно протекают 2
взаимноуравновешивающих процесса: погружение мембранных белковых структур в
клетку и их рециркуляция. В отсутствие перекрестного связывания CD4-молекул
скорость их интернализации составляет 1,5-2% мембраноассоциированных молекул
в 1 минуту, при этом 30-40% всех молекул CD4 находится внутри клетки. Сходным
образом происходит и обмен антигена CD3 между мембранным и внутриклеточным
пулами. Предполагают, что изменение микроокружения лимфоцита зачастую
модулирует этот циклический процесс, нарушая равновесие между скоростью
погружения ГП-ых молекул в клетку и их обратным встраиванием в
мембрану.
Т-супрессорам (Тs) .......
Т-хелперам (Тх).
Т-клетки распознают АГ на мембране в ассоциации с
продуктами ГКГ (в отличие от В-клеток).
Цепи молекулы HLA образуют т.н. "расщелину",
способную связывать образующийся после внутриклеточного ферментного расщепления
фрагменты (8-14 аминокислотных остатков ) антигена и экспонировать их
участки (эпитопом) для последующей рецепции TCR Т-лф.
Если функция презентации эндогенных HLA I-связанных эпитопов
свойственна клеткам многих типов, то презентация экзогенных эпитопов
осуществляется специализированными АПК костомозгового происхождения.
HLA-рестрикция ("ограничение") -
способность Т-клеток распознавать чужеродные АГ только в комплексе с АГ
ГКГ. Для В-лимфоцитов это условие является необязательным.
- На видоизмененные HLA I класса реагируют Т-киллеры;
- На HLA II класса - Т-хелперы.
Молекулы HLA I внутриклеточно связывают фрагменты
антигенов,
Синтезированных самой клеткой (вирусных и пр.), а АГ
HLA II -экзогенных АГ с последующей экспозицией (презентацией) комплексов HLA-эпитоп
на клеточной мембране.
Имеется 2 основных модели, объясняющих механизм
HLA-рестрикции:
1. Т-клетки имеют 2 рецептора, специфичных соответствено
к
АГ HLA и к другим АГ.
2. Т-клетки имеют один рецептор, распознающий новую
антигенную детерминанту, образующуюся при взаимодействии АГ и молекулы HLA.
При БТЛ (под действием лектинов) в ядерной ДНК появляются
дополнительные супервитки.
Активированные (ФГА) Т-клетки способны презентировать
аллоАГ (но не растворимые АГ).
1. тимусзависимые, вызывающие ИО с участием
Т-лимфоцитов (хелперов) (клеточные /аллогенные,ксеногенные/,вирусные,
глобулярные белки, полипептидные молекулы); они стимулируют синтез Ig M и
G; В2-лимфоциты-субпопуляция лимфоцитов (активируются Т-зависимыми антигенами).
2. тимуснезависимые, стимулирующие синтез только
Ig M (полисахариды, ЛПС, ПС пневмококка III типа, конъюгаты полисахаридов с
бактериями, АГ чумных бактерий, различные полимеры - декстран, леван,
повинилпироллидон; флагеллин,агрегаты белков регулярного строения и др.);участия
Т-хелперов не требуется.
В1-лимфоциты (активируются Т-независимыми антигенами).
а) TI-1 (от T-cell-independent response):
-
конъюгаты динитрофенила (ДНФ) или тринитрофенила (ТНФ) с
ЛПС, с антигенами бруцелл или стрептококков;На АГ ТI-1
отвечают незрелые В-лимфоциты, и требуют лимфокинов (ИЛ-2,4-).
б) ТI-2:
- конъюгаты ДНФ или ТНФ с фиколлом или дектраном,
- пневмококковый полисахарид типа III.
На АГ ТI-2 отвечают зрелые В-лимфоциты, и требуют
медиаторов АПК (ИЛ-1). Антигены ТI-2 являются плохими иммуногенами у детей до
2-летнего возраста (т.к. требуют зрелых клеток).
Тх имеют _АГ-распознающие рецепторы. АГ-распознающие
рецепторы (на Т- и В-лимфоцитах BCR и TCR) появляются на стадии пре-В-лимфоцитов
и пре-Т-лимфоцитов. На В-лимфоцитах они представлены мембранными иммуноглобулинами.
Перекрестное связывание поливалентного АГ незрелыми В-лимфоцитами - гибель или
инактивация клеток; взаимодействие со зрелыми клетками приводит к активации,
ускорению пролиферации и дифференцировки.
В развитии ИО большое значение имеют еще две
группы поверхностных молекул: хоминг-рецепторы лимфоцитов и антигены адгезии.
Пусковым моментом активации лимфоцитов является
перекрестное
связывание определенных молекулярных структур (рецепторов)
поверхности клетки.
1) Основной из этих структур является АГ-распознающий
рецептор, который
- на поверхности В-лимфоцитов представляет собой
молекулу мембранного иммуноглобулина, а
- на поверхности Т-лимфоцитов - комплексную
молекулу ТсR-CD3. Активацию через такие рецепторы называют классической.
2) Вторую группу рецепторов, передающих активационные сигналы,
образуют молекулы адгезии, обусловливающие взаимодействие лимфоцитов с другими
клетками, а также с межклеточным субстратом.
а) Лишь немногие из адгезивных молекул (CD2, CD28)
способны обеспечить полноценный сигнал активации (альтернативная активация).
[CD 2,26,28]
б) Как правило, сигналы с этих молекул способны усилить
действие основных активационных сигналов (костимуляция).[CD5,24,43,44,69,73]
(Кульберг А.Я. «Регуляция иммунного ответа»,М., «Медицина»,1986)
3. 5. Иммунологическая
память
На каждом этапе
дифференцировки клеток часть клеток (хелперов, супрессоров, киллеров,
В-лимфоцитов) сохраняется более длительное время, формируя пул клеток-памяти.
Первично взаимодействие нативного АГ с Ia-АГ может
вызывать АГ-специфическую селекцию клона макрофагов, содержащих Ia-АГ
определенного гаплотипа, обеспечивающего ускоренный
процесс презентации АГ лимфоцитам при вторичном контакте организма с АГ.
Таким образом, АГ гистосовместимости могут быть "хранителями"
антигенной информации. Комплекс, состоящий из АГ и Ia-АГ,может длительно
находиться в организме в фиксированном на клетке состоянии или в свободной
циркуляции, поддерживая иммунный ответ в течение длительного времени. Можно
предположить, что клетки, содержащие такой комплекс, могут выполнять
функции "клеток иммунологической памяти".
Глава 5. Клеточный
иммунный ответ
(передача информации
Т-киллерам)
Под клеточным иммунитетом подразумевают реакции
гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) или клеточной сенсибилизации,
связанные со специфическим взаимодействием тимус-зависимых лимфоцитов
(Т-лимфоцитов) с клетками-мишенями.
ФУНКЦИИ КЛЕТОЧНОГО
ИММУНИТЕТА
Т-система (клеточный иммунитет; Т-киллеры)
ответственны за
1. элиминацию стареющих и мутированных клеток;
2. противовирусный иммунитет
(корь,герпес-вирусы,"медленные"вирусы);
3. иммунитет при некоторых бактериальных инфекциях
(бруцеллез, туляремия, туберкулез, лепра, чума, риккетсиозы) - заболеваниях, при
которых происходит внутриклеточное поражение. Активация иммунитета может при
этом привести к ускоренному выходу микробов из клеток и обострению заболевания
(без фоновой антибиотикотерапии).
4. противогрибковый иммунитет (особенно кандид);
5. подавляет протозойные инвазии;
6. ГЗТ, в т.ч. реакцию отторжения аллогенного
трансплантата;
7. ГЗТ - контактная аллергия на простые химические
соединения.
8. Влияние на развитие аутоиммунных процессов.
9. Противоопухолевый надзор
10. Регуляция функциональной активности кроветворных
стволовых клеток, В-лимфоцитов, Т-лимфоцитов (контрсупрессоров, эффекторов).
Стимуляторы Тк
- ИЛ-2
- ИЛ-6
- ИЛ-12
- ФНО
_Ингибиторы Тк
- ТФР-бета (трансформирующий фактор роста),
- ИЛ-10.
5.1.Гуморальный иммунный
ответ
(Передача информации В-лимфоцитам и синтез Ig)
В-лимфоциты способны связывать АГ поверхностными
иммуноглобулинами, разрушать его и представлять пептидные фрагменты вместе
с HLA II класса самих В-лимфоцитов Т-хелперам вместе с детерминантами антигенов.
В-лимфоциты в 10000 раз более эффективно поглощают антигены, чем дендритные клетки.
Считают, что В-клетки способны активировать лишь
Т-клетки-памяти.
Т- и В-лимфоциты распознают различные участки
антигена:Т-лимфоциты распознают детерминанты носителя, В-лимфоциты – детерминанты
гаптена.
В организме имеются миллионы различных В-клеток.
В-клетки могут синтезировать
- специфические АТ, антиидиотипические АТ
- поверхностные антитела
- специфические рецепторы
- Fc-рецепторы
- рецепторы к комплементу
- АГ-специфические медиаторы
Пре-В-клетки продуцируют внутриплазматические цепи.
Глава 5.2. Динамика
иммунного ответа
Переключение синтеза изотипов АТ.
Переключение изотипа антител требует для cинтеза Ig
E -ИЛ-4,6 и гидрокортизона.
Математик Г.И.Марчук высказал предположение, что все
болезни зависят от степени синтеза антител. При хронических заболеваниях
титр специфических антител снижается (ИС "забывает" о болезни).
Введение иного невирулентного микроба – нормальная реакция ИС - Стимуляция ИО
на предыдущий микроб. Т.е. задача терапии - существенное (иногда на 2-3
порядка) повышение концентрации АГ, которое приводит к эффективной стимуляции
ИС по отношению к данному АГ. (Присоединившаяся инфекция часто приводит к
освобождению от предыдущего инфицирующего агента).
Организм ,сосредотачиваясь на новом АГ, как бы
"отвлекается" от старого хронического врага. В это время
последний интенсивно размножается и ИС организма вновь начинает реагировать
на "старые" АГ, что может привести к выздоровлению.
У людей, которые перенесли туберкулез и
приобрели к нему устойчивость, введение под кожу небольшого количества
белков, характерных для возбудителя туберкулеза, вызывает заметную реакцию.
Фон Пирке обнаружил, что если такие индивидуумы заразятся корью, они нередко
утрачивают чувствительность к кожной пробе на туберкулез в период острого течения
заболевания, хотя позднее она восстанавливается. ( Временное ослабление
иммунитета.)
(Подколзина
В.А.«Иммунитет.Как защитить себя от болезней»,серия:Здоровье и жизнь,2006)
Глава 6. ОБЗОР X Всероссийского Форума с
международным участием " Дни
иммунологии в Санкт-Петербурге".
Х
Всероссийский научный форум с международным участием имени академика В.И.Иоффе
«Дни иммунологии в Санкт-Петербурге «Молекулярные основы иммунорегуляции,
иммунодиагностики и иммунотерапии», проводился уже десятый год подряд и в этом
году проходил в Аничковом Дворце с 29 мая по 1 июня 2006г.
В
общей сложности за 4 дня работы Форума состоялось 29 различных заседаний, в
работе которых приняли участие около 800 человек. Форум вполне оправдал
название Всероссийский, т.к. на нем были представлены доклады не только
петербуржцев и москвичей, но и иммунологов из 34 Российских регионов:
Ярославля, Твери, Красноярска, Челябинска, Екатеринбурга, Владивостока, Читы,
Перми, Иванова, Курска, Новосибирска и других городов. Международное участие
было представлено не только иммунологами из Республики Беларусь, Казахстана, Узбекистана,
Азербайджана, Армении, Украины, Латвии, но и коллегами из США, Нидерландов,
Германии и Израиля.
На
церемонии торжественного открытия с приветствиями выступили вице-президент РАМН,
председатель Президиума Северо-Западного отделения РАМН, академик РАМН Б. И.
Ткаченко, Президент Российского научного общества иммунологов,
вице-президент РАН, президент УРО РАН, академик РАН и РАМН В. А. Черешнев, председатель
Санкт-Петербургского научного общества иммунологов, академик РАМН Е. А. Корнева,
Председатель Правления Санкт-Петербургского регионального отделения
Российской Ассоциации аллергологов и клинических иммунологов, член - корреспондент
РАМН И.С.Фрейдлин, представитель Комитета по здравоохранению Правительства
Санкт-Петербурга А.Б.Калыгин, заместитель СПб РО РААКИ, профессор
А.А.Тотолян, а также руководители фирм – генеральных спонсоров Форума:
генеральный директор группы компаний «ТРОЛЛЬ» Игорь Поликарпов и медицинский
директор компании «БиоЛайн» Мария Кротенко.
На открытии
Форума 2006г. состоялось вручение ежегодной высшей награды в области иммунологии
«Почетный Знак имени академика РАМН В.И.Иоффе», учрежденной СЗО РАМН совместно
с СПб РО РААКИ в 2003 году. Лауреатами 2006 года стали
академик РАН и РАМН, профессор Рахим Мусаевич Хаитов в номинации «За особый
вклад в развитие иммунологии в России»
и
профессор Александр Соломонович Апт в номинации «За достижения в области
фундаментальной иммунологии».
Открытие Форума было украшено чрезвычайно насыщенной по историческому
содержанию и богато иллюстрированной лекцией академика РАМН и РАН В.А.Черешнева
на тему: «Академия Наук СССР в годы войны»
Традиционно на Форуме обсуждались самые актуальные вопросы иммунологии , среди
которых с каждым годом увеличивается доля молекулярно-биологических проблем.
Это нашло отражение и в тематике материалов, представленных в этом году
для участия в Форуме.
В этом
году каждый рабочий день Форума начинался утренним пленарным заседанием с лекциями
ведущих специалистов по важнейшим вопросам фундаментальной и прикладной иммунологии.
Следует отметить, что состоялись все 17 запланированных пленарных лекции,
среди которых были представлены 4 сообщения зарубежных специалистов, касавшиеся
проблемы стволовых клеток и генетического контроля противоинфекционного иммунитета.
Получила
развитие традиция проведения монотематических симпозиумов, подготовленных по
инициативе специалистов из других городов России и даже по инициативе
зарубежных коллег. Всеобщее внимание привлек симпозиум, организованный по
инициативе Американской Ассоциации Клинической Химии (AACC) и посвященный
наиболее злободневной проблеме «Персонализированная медицина». В трех лекциях
американских специалистов нашли отражение последние достижения в области
разработки и валидации иммуноанализа, а также в области фармакогеномики для
персонализированной лекарственной терапии.
Традиционный для
Форума симпозиум, организованный сотрудниками Московского НИИ детской
гематологии (председатель – профессор И.В. Кондратенко), в этом году был
посвящен принципам рациональной терапии иммунодефицитов у детей. По
инициативе и под председательством академика РАМН, профессора Б.Ф.Семенова
был организован симпозиум «Врожденный иммунитет и иммуномодуляторы микробного
происхождения», который вызвал оживленное обсуждение. Москвичи явились
инициаторами еще одного симпозиума по дискуссионной проблеме «Каталитические
антитела».
Один из
традиционных симпозиумов под председательством член-корреспондента
РАМН, профессора В.И.Мазурова был посвящен проблеме аутоиммунных
заболеваний, в равной мере интересной и для иммунологов, и для клиницистов.
Оригинальный симпозиум на тему: «Сепсис. Клинические и иммунологические
проблемы» был организован по инициативе хирургов и инфекционистов ВМА под
председательством член-корреспондента РАМН, профессора Ю.Л.Лобзина и
член-корреспондента РАМН, профессора И.А.Ерюхина. Этот симпозиум, как и
другие, собрал большую, заинтересованную аудиторию клиницистов разного
профиля.
Параллельно проходил привлекший внимание многих аллергологов сателлитный
симпозиум, организованный компанией «ЮСБ» (Бельгия). А фирма «Био-Рад
(США) провела в высшей степени актуальный семинар по молекулярным
технологиям в иммунологии.
За
четыре дня форума прошли 4 заседания «Круглых столов», посвященных: проблеме
стволовой клетки, препаратам тимуса, наиболее дискуссионным вопросам
иммунорегуляции. Активно обсуждалась участниками форума «модная» проблема
стволовых клеток, перспективы их изучения и применения. Было представлено новое
направление развития препаратов тимуса, связанное с изучением синтетических
пептидов.
Впервые в этом году было проведено два чисто дискуссионных заседания в формате
«Иммунологической революции». Это дало возможность более широкому кругу
участников принять участие в обсуждении проблем: защитного значения
механизмов врожденного и приобретенного иммунитета (ведущая –
член-корреспондент РАМН, профессор И.С.Фрейдлин), а также необходимости иммунологического
обоснования применения иммуномодуляторов (ведущий – профессор А.А.Тотолян).
Кроме того, на монотематических
секционных заседаниях были обсуждены проблемы: иммунорегуляции, аллергических
заболеваний, онкоиммунологии, иммунокорригирующей терапии, иммунологии репродукции,
экологической иммунологии, инфекционной иммунологии, иммунологии
сердечно-сосудистой системы.
Была в
этом году сохранена завоевавшая популярность традиция проведения специальных заседаний
«Клуба молодого иммунолога», посвященных вопросам фундаментальной и прикладной
иммунологии, с докладами самых молодых участников Форума. Количество
заявок от молодых иммунологов резко возросло, что потребовало проведения четырех
заседаний Клуба, на которых было заслушано более 60 сообщений (вдвое
больше, чем в прошлом году). Большинство заслушанных докладов отличались
современным методическим уровнем, смелым использованием молекулярно-биологических
и генноинженерных методов. На заседаниях Клуба работало жюри, выделившее 6
лучших докладов, авторы которых были награждены дипломами и подарками.
Дипломами и премиями были отмечены также авторы лучших шести из 30 представленных
стендовых сообщений.
В общей
сложности за 4 дня состоялось 29 различных заседаний, в работе которых приняли
участие около 800 человек. Форум вполне оправдал название Всероссийский, т.к.
на нем были представлены доклады не только петербуржцев и москвичей, но и
иммунологов из 34 Российских регионов: Ярославля, Твери, Красноярска,
Челябинска, Екатеринбурга, Владивостока, Читы, Перми, Иванова, Курска, Новосибирска
и других городов. Международное участие было представлено не только иммунологами
из Республики Беларусь, Казахстана, Узбекистана, Азербайджана, Армении,
Украины, Латвии, но и коллегами из США, Нидерландов, Германии и Израиля.
На форуме 2006г. по
сравнению с предыдущими годами отчетливо проявилась тенденция методического совершенствования
исследований отечественных иммунологов, укрепления приборной базы, более
широкого использования молекулярно-биологических методов наряду с иммунологическими.
Судя по представленным материалам, из года в год расширяется сфера
использования диагностическими лабораториями современных иммунологических и
молекулярно-биологических методов. А клиницисты разного профиля все смелее внедряют
в лечебную практику иммуномодулирующие препараты.
Многие участники отмечали
теплую, дружескую атмосферу форума, который проходил в красивейших
исторических залах Аничкова Дворца и на церемонии закрытия высказали пожелание
провести 11-й Форум в мае 2007 года.
XI
Всероссийский Форум с международным участием им. акад. В.И.Иоффе "Дни
иммунологии в Санкт-Петербурге" состоится 28-31 мая 2007 г. в г.
Санкт-Петербурге.
(по
материалам интернет сайта http://immunologia.narod.ru
http://novsu-micr.narod.ru