Гуморальные эффекторы врожденного иммунитета
Гуморальные факторы системы врожденного иммунитета — это группа белков и полипептидов, секретируемых различными клетками организма. Они могут быть разделены на крупномолекулярные белки, наделенные ферментативной активностью (лизоцим, компоненты комплемента), вещества, связывающие необходимые для бактерий нутриенты — антинутриенты (лактоферрин, трансферрин, церулоплазмин), вещества, направленные против определенных составляющих микробов или их продуктов (коллектины [маннозосвязывающий протеин], пентраксины [С-реактивный белок], сывороточные предшественники амилоида), а также сравнительно мелкомолекулярные полипептиды (менее 100 аминокислотных остатков), к которым относятся дефензины (пептиды-антибиотики). Ниже приведено описание основных гуморальных факторов системы врожденного иммунитета организма человека.
Лизоцим (мурамидаза) — фермент, синтезируемый и секретируемый нейтрофилами, моноцитами и макрофагами. Он содержится во всех биологических жидкостях организма (слюне, слезах, ликворе, плазме крови) и обуславливает их бактерицидные свойства, расщепляя мурей н, входящий в состав клеточной стенки бактерий. Это и приводит к лизису микроорганизмов.
см. Система комплемента
Калликреин-кининовая система
см. Калликреин-кининовая система
см. Белки острой фазы воспаления
Естественные антитела синтезируются постоянно, даже при отсутствии антигенной стимуляции, и принадлежат к первичному звену зашиты от патогена. Есть мнение, что синтез естественных антител осуществляют В-лимфоциты. За счет деятельности этих клеток образуется пул иммуноглобулинов, содержащий антитела практически к любому типичному антигену патогенных микроорганизмов еще до момента антигенной стимуляции (априорно). Такие антитела принадлежат к классу IgM и являются полиреактивными. Исходя из указанных свойств, естественные антитела обладают довольно низким сродством к антигенам. Их функция состоит в немедленном связывании некоторого количества поступившего в организм антигена еще до образования специфических антител. При этом естественные антитела выступают в роли опсонинов или активируют комплемент по классическому пути.
см. Цитокины
Существует как минимум 14 вариантов α-интерферонов (продуктов лейкоцитов), несколько разновидностей β-интерферонов (продуктов фибробластов) и γ -интерферон (продукт Т-хелперов 1-го типа и естественных киллеров).
Основное предназначение α- и β-интерферонов состоит в осуществлении защиты от вирусов. При вирусной инфекции пораженные клетки синтезируют эти интерфероны, которые поступают в межклеточное пространство и связываются с рецепторами соседних не пораженных вирусом клеток. После этого они влияют на гены, ответственные за синтез протеинкиназ, снижающих трансляцию мРНК и соответственно синтез белков капсида вируса Также эти интерфероны инициируют синтез протеинов, угнетающих транскрипцию вирусных генов, и активируют латентную эндонуклеазу, приводящую к деградации РНК (как вируса, так и клетки-хозяина). Таким образом, интерфероны α и β действуют на всех трех уровнях синтеза белка — на собственно вирусную РНК как источник генетической информации, на процессы транскрипции и трансляции. Результат действия таких интерферонов состоит в образовании вокруг очага поражения барьера из клеток, не способных обеспечить репродукцию вируса. Материал с сайта https://wiki-med.com
γ -Интерферон выполняет функции специализированного иммунорегуляторного цитокина и не имеет прямой противовирусной активности. Однако он способен активировать естественные киллеры, цитотоксические Т-лимфоциты и макрофаги, принимающие непосредственное участие в разрушении вирус-инфицированных клеток.
Установлены противоопухолевый, а также антибактериальный эффекты интерферонов.
В человеческом организме синтезируются полипептиды, обладающие свойствами антибиотиков. Наиболее изученными являются дефензины, разделяемые на две группы (α и β). α -Дефензины содержатся в гранулах нейтрофилов, а β-дефензины синтезируются эпителиоцитами дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта. По химической природе дефензины разделяются на липофильные и гидрофильные. Принцип действия этих антимикробных полипептидов состоит во встраивании в клеточные мембраны бактерий или оболочки сложных вирусов, что приводит к нарушению целостности поверхностных структур атакованных патогенов.
см. Эйкозаноиды
На этой странице материал по темам:
гуморальные факторы врожденного иммунитета иммунология
к гуморальным факторам врожденного иммунитета не относттся
макрофаги: происхождение, виды, маркеры и рецепторы.
гуморальных факторов врожденного иммунитета
дефензины иммунология реферат
В
естественном иммунитете против
микроорганизмов активно участвуют
белки острой (ранней) фазы воспаления:
С-реактивный
белок (СРБ),
фибронектин,
сывороточный
амилоид,
альфа2-макроглобулин,
фибриноген,
фермент
лизоцим и
др.
Одной
из важнейших систем, обеспечивающих
естественный иммунитет, является система
комплемента.
Система комплемента
Комплементом
называют сложную систему ферментативных
и рецепторных белков (более 30) сыворотки
крови.
Основные
13 компонентов системы комплемента
обозначаются буквой C с соответствующим
номером (C1, С2, С3 и т.д.) Они образуются в
печени и секретируются макрофагами.
Активация системы комплемента протекает
классическим,
очень сходным с ним лектиновым,
а также альтернативным
путями.
Процесс имеет вид цепной
реакции,
управляемой регуляторными белками. При
этом каждый предыдущий компонент каскада
активирует несколько последующих за
счет их ферментативного расщепления.
При
распаде компонентов комплемента обычно
образуется 2 фрагмента. Больший фрагмент
обозначается малой латинской буквой
«b»
и является активным, продолжая каскад
расщепления. Меньшие фрагменты в
дальнейшей активации комплемента обычно
не участвуют, однако проявляются
многообразными биологическими функциями.
Они обозначаются малой латинской буквой
«а». Единственное исключение из этого
правила – фактор С2. Комплексы
активированных компонентов обозначаются
сверху чертой.
Белки
альтернативного пути активации получили
название факторов и обозначаются
большими латинскими буквами (В, Н, I
и т.д.)
Среди
регуляторных белков различают естественный
ингибитор компонента комплемента С1
(С1-ингибитор),
который тормозит спонтанную активацию
C1q компонента. При его дефиците возникает
наследственный
ангионевротический отек.
Кроме этого существует фактор
DAF,
ускоряющий деградацию С3b
компонента комплемента на мембранах
собственных клеток организма, предотвращая
их лизис.
Классический
путь активации
запускается комплексом
антиген-антитело
в присутствии катионов Ca и Mg обычно на
поверхности клетки-мишени (см. рис. 1.1.)
Эффективными активаторами данного пути
являются АТ классов IgG
и IgM.
Комплекс «антиген-антитело» связывается
с компонентом С1q, который присоединяет
С1rs, а затем активирует и расщепляет С4
на С4а и С4b (рис.11). С4b присоединяется
либо к С1, либо к поверхности клетки-мишени.
Далее к нему присоединяется С2. Он, в
свою очередь, расщепляется на С2а и С2b
предыдущим компонентом. С2а остается
связанным с С4b. Этот комплекс получил
название конвертазы
классического пути
активации комплемента. Она расщепляет
С3 компонент на С3а и С3b. С3b присоединяется
к конвертазе классического пути,
образуется конвертаза С5 компонента, и
этот макромолекулярный комплекс
активирует компонент С5. Он распадается
на С5а и С5b. К С5b на мембране клетки-мишени
последовательно присоединяются С6, С7,
С8. Этот комплекс встраивается в мембрану
клетки-мишени и к нему может присоединиться
до 20 молекул С9 компонента.
Са++
Mg++
Рис.
1.1. Классический путь активации
комплемента
Комплекс
С5b-C9
получил название мембраноатакующего
комплекса
(МАК).
В механизме его литического действия
много общего с цитотоксическим белком
перфорином.
МАК встраивается в мембрану клетки-мишени
за счет гидрофобных взаимодействий,
образуя трансмембранный канал. Через
него в клетку поступают ионы натрия и
вода, а выходят ионы калия, что приводит
к цитолизу.
Для
того чтобы МАК не разрушал собственные
клетки организма, его образование может
быть блокировано растворимыми
сывороточными факторами (S-фактор
– белок витронектин).
Кроме того, имеющийся на мембранах
клеток рецептор CD59
препятствует присоединению к МАК
компонента С9.
Лектиновый
путь активации комплемента отличается
только природой иммунного комплекса,
запускающего начальный этап активации.
Со стороны иммунной системы здесь
участвуют белки-лектины,
связывающие
полисахаридные компоненты бактерий
(например, маннансвязывающий
лектин,
С-реактивный
белок и т.д.)
Активация происходит через компонент
С1, и ее ход не отличается от классического
пути.
Альтернативный
путь активациикомплемента
(рис. 1.2) является неспецифическим.
Центральным
звеном альтернативного пути является
С3b компонент.
Следовые его количества постоянно
присутствуют в сыворотке вследствие
спонтанного гидролиза С3. Этот процесс
запускается и усиливается липополисахаридами
клеточной стенки бактерий
(эндотоксинами), агрегированными
иммуноглобулинами, лекарственными
препаратами и т.д. Образующийся при этом
С3b-компонент в присутствии ионов магния
связывается с фактором В сыворотки
(неактивная сериновая протеаза). На
комплекс С3bB действует фактор D – активная
сывороточная протеаза. Она расщепляет
фактор В на Ва и Вb. Образующийся комплекс
С3bBb представляет собой конвертазу
альтернативного пути
активации. В норме она неустойчива, но
стабилизируется белком пропердином
(белок P). Конвертаза альтернативного
пути присоединяет еще одну молекулу
С3b, образуется конвертаза
С5 компонента
С3bBbС3b, которая активирует С5. Дальнейшая
активация комплемента не отличается
от классического пути. Таким образом,
С3-компонент является ведущим в активации
комплемента по обоим путям, определяя
процессы цитолиза.
В
процессе активации комплемента образуются
биологически активные фрагменты. Так,
компоненты С3а, С4а и С5а служат
анафилатоксинами,
действуя на макрофаги, гранулоциты,
тучные клетки. Они вызывают выделение
из них медиаторов, дегрануляцию тучных
клеток. Возникающий патологический
процесс клинически проявляется
аллергическими (шок и др.), псевдоаллергическими
реакциями, воспалением и повреждением
тканей.
При
заболеваниях, сопровождающихся
образованием иммунных комплексов
(аутоиммунные болезни, инфекции), уровень
белков комплемента снижается –
гипокомплементемия. Уровень комплемента
наиболее высок у морских свинок, поэтому
их сыворотка крови используется как
«комплемент» в серологических
реакциях.
Компоненты
активированного комплемента связываются
с рецепторами комплемента, имеющимися
на лейкоцитах. Основной рецептор CR1
(CD35) связывает C3b, кроме того, рецепторами
к компонентам комплемента являются
лейкоцитарные интегрины. Взаимодействуя
с этими рецепторами клеток продукты
активации комплемента стимулируют
функции лейкоцитов, запускают воспаление;
усиливают противомикробный иммунитет.
Рис. 1.2.
Альтернативный путь активации комплемента
Функции системы
комплемента
Лизис
клеток-мишеней
(бактериальных, зараженных вирусом,
опухолевых и др.)Опсонизация,
т.е. усиление фагоцитоза через рецепторы
комплемента.Растворение
иммунных комплексов,
что препятствует их отложению в тканях.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Замечание 1
Система врожденного неспецифического иммунитета начала формироваться в начале эволюции. Становление иммунной системы было связано с зарождением паразитизма. Уже в первых многоклеточных организмов можно выявить зачатки гуморальных и клеточных защитных факторов. В дальнейшем происходили развитие и совершенствование системы неспецифического иммунитета.
Первым компонентом неспецифической защиты, который не относится к иммунной системе в узком смысле, является защитный барьер кожных покровов, слизистых оболочек. Микроорганизмам трудно проникнуть в макроорганизм благодаря защитному действию кожи, слизи, ресниц, влиянию бактерицидных секреций, высокой кислотности желудочного сока, микробного антагонизма. Если микроорганизмы преодолели все эти барьеры, они «встречаются» с иммунной системой организма.
Общие свойства, присущие всем компонентам неспецифического (врожденного) иммунитета:
- существуют в контакт с возбудителем; в случае проникновения возбудителя ответ происходит сразу;
- в случае повторного контакта их активность не повышается, то есть отсутствует иммунная памяти пять;
- направлены практически против всех возбудителей.
Готовые работы на аналогичную тему
Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Узнать стоимость
Составные части системы неспецифического иммунитета
Система неспецифического иммунитета состоит из клеточных и гуморальных факторов:
- Клеточная составляющая системы врожденного иммунитета представлена гранулоцитами (нейтрофильными, эозинофильными, базофильными), моноцитами, макрофагами (и их тканевыми формами), дендритными клетками, естественными киллерами (NК-лимфоцитами).
- К гуморальным факторам системы неспецифического иммунитета относятся интерфероны I и II классов, система комплемента, острофазовые белки (С-реактивный протеин, лизоцим, церулоплазмин, альфа-2-макроглобулин и др.).
Интерфероны
Определение 1
Интерфероны — группа биологически активных веществ, обеспечивающих межклеточное взаимодействие.
В зависимости от клеток-продуцентов и своих свойств интерфероны делятся на три класса:
- I — интерфероны альфа и бета;
- II — интерферон гамма;
- III — интерферон омега.
Интерфероны I класса (интерфероны альфа и бета) имеют структурное сходство. Гены, кодирующие оба интерферона, расположены в 9-й хромосоме. Существует более 10 подтипов интерферона альфа и только один подтип интерферона бета. Они принадлежат к одному классу, так как действуют через единую рецепторную систему и выполняют сходные функции в организме. Эти интерфероны синтезируются любыми инфицированными вирусами клетками, и выделяются в межклеточное пространство, влияя на окружающие клетки.
Механизм действия интерферонов
В клетке, которая подверглась воздействию интерферонов, активируется как минимум 2 гена и начинается синтез двух ферментов, которые влияют на клеточный метаболизм. Первый — протеинкиназа — фосфорирует рибосомальные протеины и фактор инициации, необходимый для синтеза белка. Второй фермент активирует латентную эндонуклеазу, которая вызывает разрушение нуклеиновых кислот, содержащихся в цитоплазме клетки. При этом разрушаются как молекулы собственной матричной РНК клетки, так и вирусные нуклеиновые кислоты. Следствием действия интерферонов I класса является глубокое угнетение синтеза белка, а следовательно, жизнедеятельности клетки, то есть они являются типичными антиметаболитами.
Также они повышают экспрессию антигенов МЧС I класса, активируют NК-клетки. Такой способ борьбы с вирусами, который осуществляют интерфероны I класса, связан с созданием реальной опасности для клеток организма и обусловлен ограниченными возможностями организма в преодолении вирусов на уровне системы врожденного иммунитета. Вирусы в эволюционном аспекте по сравнению с бактериями более «молодые» возбудители, поэтому система противовирусной защиты менее совершенна, чем антибактериальный иммунитет. И только путем глубокого нарушения метаболизма и угнетения синтеза белка иммунная система может ограничить размножение вируса.
Биологическая роль интерферонов
Замечание 2
Биологическая роль интерферонов заключается в воздействии на клетки, еще не инфицированные вирусом или в которых вирусная инфекция только начала развиваться. Под влиянием интерферонов I класса клетки, которые окружают инфицированную вирусом клетку, приобретают временной устойчивости к инфицированию вирусами. Этот эффект является неспецифическим, то есть появление резистентности к определенному вирусу можно индуцировать путем введения другого вируса. В физиологических условиях продукция интерферона происходит только в месте размножения вируса.
Соответственно, максимальные концентрации интерферона наблюдаются именно там, где размножается возбудитель. Сывороточные уровни интерферонов зависят от влияния различных дополнительных факторов, таких как связывание интерферонов в месте образования, способность к диффузии в кровь и тому подобное. Эти дополнительные факторы отличаются у разных больных, поэтому сывороточные уровни интерферонов могут не отражать реальное состояние продуции этих цитокинов. Следует отметить, что одновременное воздействие интерферонов на организм человека не является физиологичным. Продолжительность воздействия эндогенных интерферонов ограничено, поскольку длительное антиметаболичное воздействие приводит к нарушению функции и массовой гибели клеток.
Интерферон II класса (интерферон гамма) синтезируется CD4 + Т-лимфоцитами, и относится к системе специфического приобретенного иммунитета и по сути является интерлейкином. Основное влияние интерферон гамма оказывает на макрофаги, активируя процессы внутриклеточного уничтожения микроорганизмов. Под действием этого цитокина незавершенный фагоцитоз завершается, повышается экспрессия антигенов МНС II клаcса антигенпрезентирующими клетками, стимулируется активность NК-клеток.
Белки острой фазы в основном представлены веществами, которые филогенетически появились как тканевые ферменты и их ингибиторы. Они способны к непосредственному повреждению микроорганизмов. К белкам острой фазы относят С-реактивный протеин, лизоцим, церулоплазмин, альфа-2-макроглобулин и др. Как правило, их характеризует узкий спектр чувствительных микроорганизмов и автономность (независимость) функционирования от других составляющих иммунной системы. В ходе эволюции актуальные патогенные микроорганизмы приобрели способность избегать воздействия этих факторов защиты, поэтому на сегодня белки острой фазы используются как лабораторный маркер остроты воспалительного процесса.
Приложение 1
Занятие2. Врожденный иммунитет
1. Определение понятия врожденного иммунитета и его отличительные свойства.
2. Клеточные факторы врожденного иммунитета: макрофаги, нейтрофилы, дендритные клетки, NK клетки, тучные клетки.
3. Гуморальные факторы врожденного иммунитета: комплемент, интерфероны, цитокины, хемокины, катионные противомикробные пептиды.
4. Понятие о паттерн-распознающих рецепторах и их роли в физиологических и патологических реакциях врожденного иммунитета.
5. Фагоцитоз, дыхательный взрыв, миграция, хемотаксис.
6. NK-клетки и их мишени.
Врожденный иммунитет – наследственно закрепленная система защиты организма от патогенных и непатогенных микроорганизмов, а также эндогенных продуктов тканевой деструкции.
Система врожденного иммунитета реализует свои функции через:
1. разнообразные клетки – макрофаги, дендритные клетки, нейтрофилы, тучные клетки, эозинофилы, базофилы, а также естественные киллеры или NK-клетки;
2. гуморальные факторы – естественные антитела, цитокины, комплемент, белки острой фазы воспаления, катионные противомикробные пептиды, лизоцим.
Механизмы врожденного иммунитета развиваются очень быстро, в течение нескольких минут и часов после проникновения патогенов. Их действие продолжается вовремя всего периода борьбы с инфекцией. Однако наиболее эффективно они работают в первые 96 ч. после внедрения микроба, затем уступают место факторам адаптивного иммунитета.Активация врожденного иммунитета не формирует продолжительной иммунной памяти.
Уровни врожденного иммунитета
1 уровень.Механический(покровные барьеры – кожа и слизистые). Неповрежденная кожа и слизистые оболочки непроницаемы для большинства микробных агентов. Молочная и жирная кислоты, синтезируемы сальными железами, обеспечивают низкие значения pH кожи.
Уровень.Бактерицидные факторы секретов
ü соляная кислота в желудочном соке
ü спермин и цинк в сперме
ü лактоферрин в материнском молоке
ü лизоцим в слезах, слюне, выделениях из носа, мокроте
ü дефенсины, кателицидины
Уровень. Колонизационная резистентность
Уровень.Система комплемента, интерферона
Уровень.Первичный фагоцитоз микробов фагоцитами
Уровень.Система НК-клеток
Распознающие рецепторы врожденного иммунитета
Активация врожденного иммунитета начинается с распознавания антигенных структур с помощью многочисленных рецепторов.
Таблица Распознавание в системе врожденного иммунитета
| Мембранные рецепторы(передают сигнал внутрь клетки) | Toll – подобные (TRL1-10) C-лектиновые Рецепторы-мусорщики (Skavender-рецепторы) Интегриновые |
| Внутриклеточные(цитозольные) | NOD RID DAI |
| Секретируемые | Пентаксины Коллектины Компоненты системы комплемента Фиколины |
Особую группу рецепторов врожденного иммунитета составляют паттерн-распознающие рецепторы (paternrecognitionrecepror – PRR). К ним относятся Toll, NOD, RID –рецепторы. Эти рецепторы распознают общие для многих типов микроорганизмов структуры – липополисахариды, пептидогликаны, флагеллин.
Toll –рецепторы имеют на своей поверхности различные клетки иммунной системы – моноциты, макрофаги, дендритные клетки, нейтрофилы, лимфоциты, а также другие клетки организма – фибробласты, эпителиальные, эндотелиальные клетки. В настоящее время у человека идентифицировано 10 Toll – подобных рецепторов.
Рис. Toll-like рецепторы человека и их лиганды
Таблица. Toll-подобные рецепторы(TLR)человека и их лиганды
| TLR | Лиганды | Патогены |
| TLR1 | Липопептиды | Грамотрицательные бакетрии, микобактерии |
| TLR2 | Пептидогликан, липотейхоевые кислоты | Грамположительные бактерии, грибы |
| TLR3 | Двухцепочные РНК | Вирусы |
| TLR4 | Липополисахарид | Грамотрицательные бактерии |
| TLR5 | Флагеллин | Бактерии |
| TLR6 | Диациллипопептиды, липотейхоевые кислоты | Микобактерии, грамположительные бактерии, грибы |
| TLR7 | Одноцепочечные РНК | Вирусы |
Таблица. Toll-подобные рецепторы, расположенные на клетках иммунной системы
| Клетки иммунной системы | Toll — рецепторы |
| Нейтрофилы | TLR1,2,4,5,6,7,8,9,10 |
| Моноциты/макрофаги | TLR1,2,4,5,6,7,8 |
| Дендритные клетки | TLR1,2,4,5,6,8,10 |
| В-лимфоциты | TLR1,3,6,7,9,10 |
| Т-лимфоциты (Th1/Th2) | TLR2,3,5,9 |
| Т-лимфоциты (регуляторные) | TLR2,5,8 |
Экспрессия Toll – рецепторовобеспечивает важную связь между врожденным и адаптивным иммунитетом, поскольку их активация приводит к превращению фагоцитов в эффективные антигенпрезентирующие клетки. Экспрессия большинства Toll – рецепторов увеличивается при действии провоспалительных цитокинов.
NOD – рецепторыраспознают вещества, которые образуются при повреждении клеток организма (АТФ, кристаллы мочевой кислоты) и вызывают развитие воспалительного процесса. NOD – рецепторыимеются на макрофагах, дендритных клетках, эпителии слизистых оболочек.
Особую группу представляют рецепторы, повышающие эффективность фагоцитоза. К ним относятся рецепторы к С3-компоненту комплемента и Fc-фрагменту иммуноглобулинов. Антиген в комплексе с антителом захватывается клетками врожденного иммунитета через Fc-рецепторы, которые взаимодействуют с Fc-фрагментом иммуноглобулинов. Фагоцитоз опсонизированного объекта (покрытого антителом) в сотни раз более эффективен, чем фагоцитоз свободного объекта.
Гуморальные факторы врожденного иммунитета
Гуморальные факторы врожденного иммунитета – это белки, присутствующие в сыворотке крови, секретах слизистых оболочек, которые синтезируются клетками иммунной системы и могут оказывать бактерицидное, опсонизирующее и т.д. действие на организмы.
Система комплемента
Комплемент – система сывороточных белов крови, каскадная активация которых приводит к лизису бактерий, собственных клеток, инфицированных внутриклеточными паразитами, разрушению иммунных комплексов.
Состоит более, чем из 20 инертных белков сыворотки, 9 из которых являются основными и обозначаются как С1, С2 и т.д. — С9. Формирование комплемента в единое целое или его активация происходит при внедрении в организм чужеродных антигенов.
Комплемент может активироваться двумя путями: классическим и альтернативным.