Иммунитет и механизм первичного иммунного ответа

Иммунитет и механизм первичного иммунного ответа thumbnail

Как устроен иммунитет: Объясняем по пунктам

Наш организм непрерывно меняется, но при этом очень «любит» постоянство и может нормально работать только при определенных параметрах своей внутренней среды. Например, нормальная температура тела колеблется между 36 и 37 градусами по Цельсию. Вспомните последнюю простуду и то, как плохо вы себя чувствовали, стоило температуре подняться всего на полградуса. Такая же ситуация и с другими показателями: артериальным давлением, рН крови, уровнем кислорода и глюкозы в крови и другими. Постоянство значений этих параметров называется гомеостазом, а поддержкой его стабильного уровня занимаются практически все органы и системы организма: сердце и сосуды поддерживают постоянное артериальное давление, легкие — уровень кислорода в крови, печень — уровень глюкозы и так далее.

Иммунная же система отвечает за генетический гомеостаз. Она помогает поддерживать постоянство генетического состава организма. То есть ее задача — уничтожать не только все чужеродные организмы и продукты их жизнедеятельности, проникающие извне (бактерии, вирусы, грибки, токсины и прочее), но также и клетки собственного организма, если «что-то пошло не так» и, например, они превратились в злокачественную опухоль, то есть стали генетически чужеродными.

Как клетки иммунной системы уничтожают «врагов»?

Чтобы разобраться с этим, сначала нужно понять, как иммунная система устроена и какие бывают виды иммунитета.

Иммунитет бывает врожденным (он же неспецифический) и приобретенным (он же адаптивный, или специфический). Врожденный иммунитет одинаков у всех людей и идентичным образом реагирует на любых «врагов». Реакция начинается немедленно после проникновения микроба в организм и не формирует иммунологическую память. То есть, если такой же микроб проникнет в организм снова, система неспецифического иммунитета его «не узнает» и будет реагировать «как обычно». Неспецифический иммунитет очень важен — он первым сигнализирует об опасности и немедленно начинает давать отпор проникшим микробам.

Однако эти реакции не могут защитить организм от серьезных инфекций, поэтому после неспецифического иммунитета в дело вступает приобретенный иммунитет. Здесь уже реакция организма индивидуальна для каждого «врага», поэтому «арсенал» специфического иммунитета у разных людей различается и зависит от того, с какими инфекциями человек сталкивался в жизни и какие прививки делал.

Специфическому иммунитету нужно время, чтобы изучить проникшую в организм инфекцию, поэтому реакции при первом контакте с инфекцией развиваются медленнее, зато работают гораздо эффективнее. Но самое главное, что, один раз уничтожив микроба, иммунная система «запоминает» его и в следующий раз при столкновении с таким же реагирует гораздо быстрее, часто уничтожая его еще до появления первых симптомов заболевания. Именно так работают прививки: когда в организм вводят ослабленных или убитых микробов, которые уже не могут вызвать заболевание, у иммунной системы есть время изучить их и запомнить, сформировать иммунологическую память. Поэтому, когда человек после вакцинации сталкивается с реальной инфекцией, иммунная система уже полностью готова дать отпор, и заболевание не начинается вообще или протекает гораздо легче.

Кто отвечает за работу различных видов иммунитета?

  • Костный мозг. Это центральный орган иммуногенеза. В костном мозге образуются все клетки, участвующие в иммунных реакциях.
  • Тимус (вилочковая железа). В тимусе происходит дозревание некоторых иммунных клеток (Т-лимфоцитов) после того, как они образовались в костном мозге.
  • Селезенка. В селезенке также дозревают иммунные клетки (B-лимфоциты), кроме того, в ней активно происходит процесс фагоцитоза — когда специальные клетки иммунной системы ловят и переваривают проникших в организм микробов, фрагменты собственных погибших клеток и так далее.
  • Лимфатические узлы. По своему строению они напоминают губку, через которую постоянно фильтруется лимфа. В порах этой губки есть очень много иммунных клеток, которые также ловят и переваривают микробов, проникших в организм. Кроме того, в лимфатических узлах находятся клетки памяти — это специальные клетки иммунной системы, которые хранят информацию о микробах, уже проникавших в организм ранее.

Таким образом, органы иммунной системы обеспечивают образование, созревание и место для жизни иммунных клеток. В нашем организме есть много их видов, вот основные из них.

  • Т-лимфоциты. Названы так, потому что после образования в костном мозге дозревают в вилочковой железе — тимусе. Разные подвиды Т-лимфоцитов отвечают за разные функции. Например, Т-киллеры могут убивать зараженные вирусами клетки, чтобы остановить развитие инфекции, Т-хелперы помогают иммунной системе распознавать конкретные виды микробов, а Т-супрессоры регулируют силу и продолжительность иммунной реакции.
  • B-лимфоциты. Название их происходит от Bursa fabricii (сумка Фабрициуса) — особого органа у птиц, в котором впервые обнаружили эти клетки. В-лимфоциты умеют синтезировать антитела (иммуноглобулины). Это специальные белки, которые «прилипают» к микробам и вызывают их гибель. Также антитела могут нейтрализовывать некоторые токсины.
  • Натуральные киллеры. Эти клетки находят и убивают раковые клетки и клетки, пораженные вирусами.
  • Нейтрофилы и макрофаги умеют ловить и переваривать микробов — осуществлять фагоцитоз. Кроме того, макрофаги выполняют важнейшую роль в процессе презентации антигена, когда макрофаг знакомит другие клетки иммунной системы с кусочками переваренного микроба, что позволяет организму лучше бороться с инфекцией.
  • Эозинофилы защищают наш организм от паразитов — обеспечивают антигельминтный иммунитет.
  • Базофилы — выполняют главным образом сигнальную функцию, выделяя большое количество сигнальных веществ (цитокинов) и привлекая этим другие иммунные клетки в очаг воспаления.
Читайте также:  Иммунитет и его поддержка

Как клетки иммунной системы отличают «своих» от «чужих» и понимают, с кем нужно бороться?

В этом им помогает главный комплекс гистосовместимости первого типа (MHC-I). Это группа белков, которая располагается на поверхности каждой клетки нашего организма и уникальна для каждого человека. Это своего рода «паспорт» клетки, который позволяет иммунной системе понимать, что перед ней «свои». Если с клеткой организма происходит что-то нехорошее, например, она поражается вирусом или перерождается в опухолевую клетку, то конфигурация MHC-I меняется или же он исчезает вовсе. Натуральные киллеры и Т-киллеры умеют распознавать MHC-I рецептор, и как только они находят клетку с измененным или отсутствующим MHC-I, они ее убивают. Так работает клеточный иммунитет.

Но у нас есть еще один вид иммунитета — гуморальный. Основными защитниками в этом случае являются антитела — специальные белки, синтезируемые B-лимфоцитами, которые связываются с чужеродными объектами (антигенами), будь то бактерия, вирусная частица или токсин, и нейтрализуют их. Для каждого вида антигена наш организм умеет синтезировать специальные, подходящие именно для этого антигена антитела. Молекулу каждого антитела, также их называют иммуноглобулинами, можно условно разделить на две части: Fc-участок, который одинаков у всех иммуноглобулинов, и Fab-участок, который уникален для каждого вида антител. Именно с помощью Fab-участка антитело «прилипает» к антигену, поэтому строение этого участка молекулы зависит от строения антигена.

Как наша иммунная система понимает устройство антигена и подбирает подходящее для него антитело?

Рассмотрим этот процесс на примере развития бактериальной инфекции. Например, вы поцарапали палец. При повреждении кожи в рану чаще всего попадают бактерии. При повреждении любой ткани организма сразу же запускается воспалительная реакция.  Поврежденные клетки выделяют большое количество разных веществ — цитокинов, к которым очень чувствительны нейтрофилы и макрофаги. Реагируя на цитокины, они проникают через стенки капилляров, «приплывают» к месту повреждения и начинают поглощать и переваривать попавших в рану бактерий — так запускается неспецифический иммунитет, но до синтеза антител дело пока еще не дошло.

Расправляясь с бактериями, макрофаги выводят на свою поверхность разные их кусочки, чтобы познакомить Т-хелперов и B-лимфоцитов со строением этих бактерий. Этот процесс называется презентацией антигена. Т-хелпер и B-лимфоцит изучают кусочки переваренной бактерии и подбирают соответствующую структуру антитела так, чтобы потом оно хорошо «прилипало» к таким же бактериям. Так запускается специфический гуморальный иммунитет. Это довольно длительный процесс, поэтому при первом контакте с инфекцией организму может понадобиться до двух недель, чтобы подобрать структуру и начать синтезировать нужные антитела.

После этого успешно справившийся с задачей B-лимфоцит превращается в плазматическую клетку и начинает в большом количестве синтезировать антитела. Они поступают в кровь, разносятся по всему организму и связываются со всеми проникшими бактериями, вызывая их гибель. Кроме того, бактерии с прилипшими антителами гораздо быстрее поглощаются макрофагами, что также способствует уничтожению инфекции.

Есть ли еще какие-то механизмы?

Специфический иммунитет не был бы столь эффективен, если бы каждый раз при встрече с инфекцией организм в течение двух недель синтезировал необходимое антитело. Но здесь нас выручает другой механизм: часть активированных Т-хелпером В-лимфоцитов превращается в так называемые клетки памяти. Эти клетки не синтезируют антитела, но несут в себе информацию о структуре проникшей в организм бактерии. Клетки памяти мигрируют в лимфатические узлы и могут сохраняться там десятилетиями. При повторной встрече с этим же видом бактерий благодаря клеткам памяти организм намного быстрее начинает синтезировать нужные антитела и иммунный ответ запускается раньше.

Таким образом, наша иммунная система имеет целый арсенал различных клеток, органов и механизмов, чтобы отличать клетки собственного организма от генетически чужеродных объектов, уничтожая последние и выполняя свою главную функцию — поддержание генетического гомеостаза.

Читайте также:  Влияние цитомегаловируса на иммунитет

Источник

В
зависимости от характера контакта с
антигеном (а точнее – наличием в организме
клеток иммунологической памяти, несущих
рецептор к причинному антигену) различают
первичный и вторичный иммунный ответ
(Рис. 39.3-1).

Иммунитет и механизм первичного иммунного ответа

Рис.
Рис. 39.3-1. Общая схема гуморального и
клеточного иммунного ответа на Т-зависимые
и Т-независимые антигены

А.
Первичный
иммунный ответ
развивается
после первого контекта с антигеном. Для
него характерны следующие особенности.

– Наличие
латентного периода (2-3 дня после первого
контакта с антигеном). Это связано с
отсутствием лимфоцитов памяти. Все
клоны лимфоцитов находятся в фазе покоя
G0.
При поступлении в организм антигена
вначале синтезируются IgM
(антитела выявляются через 2-3 суток), а
затем – IgG
(пик приходится на 10-14 сутки, причем эти
антитела могут сохранятся в низком
титре в течение всей жизни). Отмечается
также небольшое увеличение уровней
IgA,
IgE
и IgD.
Образуются комплексы антиген-антитело.

– Уже
с третьих суток появляются иммунные
Т-лимфоциты.

– Первичный
иммунный ответ затихает через 2-3 недели
после стимуляции антигеном.

– Появляются
лимфоциты памяти и может долго
поддерживаться следовой уровень IgG.

Б.
Вторичный
иммунный ответ
развиваетсяпосле
повторного контакта с тем же антигеном
и имеет следующие особенности.

– В
организме уже имеются долгоживущие
клоны антигенспецифических Т- и
В-лимфоцитов памяти, ответственных за
«память» об антигене и способных к
рециркуляции, они находятся не в покое,
а в фазе G1.

– Стимуляция
синтеза антител и иммунных Т-лимфоцитов
наступает через 1-3 дня.

– Т-клетки
памяти быстро превращаются в эффекторные.

– Количество
антител сразу резко увеличивается,
причем синтезируются иммуноглобулины
высокой специфичности – IgG.

– Чем
больше контактов с антигенами имело
место в данном организме, тем выше будет
концентрация и специфичность (аффинность)
антител.

39.4. Кооперативный механизм действия и регуляции иммунной системы

Кооперативные
механизм действия и регуляции иммунной
системы осуществляется на двух уровнях.

А. Внутри
иммунной системы

кооперация и регуляция осуществляется
посредством межклеточных взаимоотношений
иммуноцитов и «нанятых» иммунной
системой клеток, в том числе с помощью
цитокинов.

Б.
Межсистемная
кооперация и регуляция иммунной системы
осуществляется на уровне организма с
вовлечением центральной нервной и
эндокринной систем (Рис. 39.4-1), алгоритм
которой впервые предложил П.Ф.Здродовский
(гипоталамоадреналовая
теория иммунитета Здродовского
).
О вовлечении системы иммунитета в
месистемную кооперацию на организменном
уровне свидетельствуют следующие факты.

Иммунитет и механизм первичного иммунного ответа

Рис.
39.4-1. Функциональная связь иммунной,
эндокринной и нервной систем

13Г. Тестовые вопросы по теме занятия

В ходе
иммунного ответа антигенпрезентирующая
клетка представляет антиген:

-нулевому
(наивному) Т-хелперу

Т-хелперу
первого типа

Т-хелперу
второго типа

Т-киллеру

Т-супрессору

Восприняв
сигнал от антигенпрезентирующей клетки,
нулевой (наивный) Т-хелпер додифференцируется
в:

Т-хелпер
первого типа

-Т-хелпер
второго типа

Т-киллер

Т-супрессор

Т-эффектор
ГЗТ

Синтез
каких цитокинов характерен для Т-хелпера
второго типа:

интерлейкин-2

-интерлейкин-4

-интерлейкин-5

-интерлейкин-6

Сигнал
активации В-лимфоцитов:

интерлейкин-2

-интерлейкин-4

интерлейкин-5

интерлейкин-6

Сигнал
пролиферации активированных В-лимфоцитов:

интерлейкин-2

интерлейкин-4

-интерлейкин-5

интерлейкин-6

Сигнал
дифференциации пролиферированных
В-лимфоцитов в плазматические клетки:

интерлейкин-2

интерлейкин-4

интерлейкин-5

-интерлейкин-6

Клетки,
синтезирующие антитела:

Т-хелпер

Т-супрессор

Т-киллер

Т-эффектор
ГЗТ

В-лимфоцит

-плазмоцит

Охарактеризуйте
плазмоцит:

содержит
BCR

содержит
МНС-II

-синтезирует
антитела

-короткоживущая
клетка

Распознавание
и презентация Т-независимого антигена
проводится:

макрофагом

дендритной
клеткой

-В-лимфоцитом

Т-лимфоцитом

В ходе
иммунного ответа на Т-независимый
антиген:

синтезируются
только IgG

-синтезируются
только IgМ

сначала
синтезируются IgМ
с последующим переключением на IgG

образуются
клетки иммунологической памяти

-процессы
процессинга и презентации антигена
происходят в самом В-лимфоците

В ходе
иммунного ответа на Т-зависимый антиген:

синтезируются
только IgG

синтезируются
только IgМ

-сначала
синтезируются IgМ
с последующим переключением на IgG

-образуются
клетки иммунологической памяти

процессы
процессинга и презентации антигена
происходят в самом В-лимфоците

Какой
механизм эффекторного действия антител
преобладает в ходе иммунного ответа
против гельминтов:

нейтрализация

опсонизация

активация
комплемента

-антителозависимая
клеточная цитотоксичность

К какой
фракции сывороточных глобулинов
относятся иммуноглобулины (антитела):

альфа-глобулины

бета-глобулины

-гамма-глобулины

На
сколько классов классифицируются
иммуноглобулины:

четыре

-пять

шесть

семь

иммуноглобулины
не классифицируются на классы

Какие
классы иммуноглобулинов содержат
подклассы:

-IgG

-IgА

IgM

IgD

IgE

Какой
класс иммуноглобулинов содержит четыре
подкласса:

-IgG

IgА

IgM

IgD

IgE

Какой
класс иммуноглобулинов содержит два
подкласса:

IgG

-IgА

IgM

IgD

IgE

Дополнительная
полипептидная цепь в молекуле
иммуноглобулинов, соединяющая мономеры
иммуноглобулинов в единую полимерную
молекулу:

-J-белок
(полипептидная цепь)

S-белок
(полипептидная цепь)

М-белок
(полипептидная цепь)

Белок
(дополнительная полипептидная цепь),
который защищает IgAs
от ферментативного расщепления в
секретах слизистых оболочек:

Читайте также:  Иммунитет и его главные функции

J-белок
(полипептидная цепь)

-S-белок
(полипептидная цепь)

М-белок
(полипептидная цепь)

Белок
(дополнительная полипептидная цепь),
который фиксирует рецепторный
иммуноглобулин – в составе BCR
– на мембране В-лимфоцита:

J-белок
(полипептидная цепь)

S-белок
(полипептидная цепь)

-М-белок
(полипептидная цепь)

Одновалентные
иммуноглобулины:

IgG

IgА

IgM

IgD

-IgE

IgAs

Двухвалентные
иммуноглобулины:

-IgG

-IgА

IgM

-IgD

IgE

IgAs

Четырёхвалентные
иммуноглобулины:

IgG

IgА

IgM

IgD

IgE

-IgAs

Десятивалентные
иммуноглобулины:

IgG

IgА

-IgM

IgD

IgE

IgAs

Какой
иммуноглобулин проникает через
плацентарный барьер:

-IgG

IgА

IgM

IgD

IgE

IgAs

Основная
функция – осуществление эффекторного
звена вторичного иммунного ответа:

-IgG

IgА

IgM

IgD

IgE

IgAs

Основная
функция – обеспечение местного иммунитета
слизистых оболочек:

IgG

IgА

IgM

IgD

IgE

-IgAs

Иммуноглобулин
первичного иммунного ответа:

IgG

IgА

-IgM

IgD

IgE

IgAs

Формирует
Ag-распознающий
рецептор зрелых В-лимфоцитов:

IgG

IgА

IgM

-IgD

IgE

IgAs

Иммуноглобулин
анафилактической реакции:

IgG

IgА

IgM

IgD

-IgE

IgAs

Мономеры:

-IgG

-IgА

IgM

-IgD

-IgE

IgAs

Пентамер:

IgG

IgА

-IgM

IgD

IgE

IgAs

Димер:

IgG

IgА

IgM

IgD

IgE

-IgAs

Полные
антитела:

-IgG

-IgА

-IgM

-IgD

IgE

-IgAs

Неполные
антитела:

IgG

IgА

IgM

IgD

-IgE

IgAs

Вызывают
видимые двухкомпонентные серологические
реакции:

-IgG

-IgА

-IgM

-IgD

IgE

-IgAs

Не
вызывают видимых реакций агглютинации
и преципитации:

IgG

IgА

IgM

IgD

-IgE

IgAs

Блокирующие
антитела:

IgG

IgА

IgM

IgD

-IgE

IgAs

Прочность
связи конкретной пары паратоп/эпитоп:

-аффинность

авидность

Прочность
связи молекулы антитела в целом с
молекулой антигена в целом:

аффинность

-авидность

Наибольшей
аффинностью обладают:

IgG

IgА

IgM

IgD

IgE

IgAs

-моноклональные
антитела

Наибольшей
авидностью обладают:

IgG

IgА

-IgM

IgD

IgE

IgAs

моноклональные
антитела

Антитела,
продуцируемые одним клоном плазмоцитов:

-моноклональные
антитела

нормальные
антитела

неполные
антитела

блокирующие
антитела

Антитела,
продуцируемые гибридомами:

-моноклональные
антитела

нормальные
антитела

неполные
антитела

блокирующие
антитела

Для
выявления иммуноглобулинов какого
класса используется реакция Кумбса:

IgG

IgА

IgM

IgD

-IgE

IgAs

моноклональных
антител

иммуноглобулинов
любого класса

Этим
термином обозначают антитела, которые
не только связывают антиген, но и могут
катализировать некоторые биохимические
реакции:

-абзимы

реагины

гибридомы

неполные
антитела

полные
антитела

Первая
фаза антителообразования:

-латентная

логарифмическая

стационарная

фаза
снижения

Вторая
фаза антителообразования:

латентная

-логарифмическая

стационарная

фаза
снижения

Третья
фаза антителообразования:

латентная

логарифмическая

-стационарная

фаза
снижения

Четвёртая
фаза антителообразования:

латентная

логарифмическая

стационарная

-фаза
снижения

Индуктивная
фаза антителообразования:

-латентная

логарифмическая

стационарная

фаза
снижения

Длительность
латентной фазы антителообразования
при первичном иммунном ответе:

-около
5 суток

примерно
сутки

примерно
10 дней

примерно
20 дней

месяцы

до
полугода

годы

Длительность
латентной фазы антителообразования
при вторичном иммунном ответе:

около
5 суток

-примерно
сутки

примерно
10 дней

примерно
20 дней

месяцы

до
полугода

годы

Длительность
логарифмической фазы антителообразования
при первичном иммунном ответе:

около
5 суток

примерно
сутки

-примерно
10 дней

примерно
20 дней

месяцы

до
полугода

годы

Длительность
логарифмической фазы антителообразования
при вторичном иммунном ответе:

-около
5 суток

примерно
сутки

примерно
10 дней

примерно
20 дней

месяцы

до
полугода

годы

Длительность
стационарной фазы антителообразования
при первичном иммунном ответе:

около
5 суток

примерно
сутки

примерно
10 дней

-примерно
20 дней

месяцы

до
полугода

годы

Длительность
стационарной фазы антителообразования
при вторичном иммунном ответе:

около
5 суток

примерно
сутки

примерно
10 дней

примерно
20 дней

-месяцы

до
полугода

годы

Длительность
фазы снижения антителообразования при
первичном иммунном ответе:

около
5 суток

примерно
сутки

примерно
10 дней

примерно
20 дней

месяцы

-до
полугода

годы

Длительность
фазы снижения антителообразования при
вторичном иммунном ответе:

около
5 суток

примерно
сутки

примерно
10 дней

примерно
20 дней

месяцы

до
полугода

-годы

В какую
из фаз антителообразования происходит
презентация антигена, активация,
пролиферация и дифференциация
соответствующих клонов иммунокомпетентных
клеток, синтез сначала IgM
с последующим переключением на синтез
IgG
(при вторичном иммунном ответе – сразу
синтезируется IgG):

-латентная

логарифмическая

стационарная

фаза
снижения

В какую
из фаз антителообразования происходит
нарастание титра синтезируемых антител
(при вторичном иммунном ответе – более
интенсивное и до более высоких титров):

латентная

-логарифмическая

стационарная

фаза
снижения

В какую
из фаз антителообразования достигается
максимальный уровень специфических
антител:

латентная

логарифмическая

-стационарная

фаза
снижения

В какую
из фаз антителообразования происходит
постепенное снижение титра специфических
антител:

латентная

логарифмическая

стационарная

-фаза
снижения

Диагностические
сыворотки (например, для реакции
агглютинации на стекле):

-кроличьи

бычьи

человеческие

лошадиные

крысиные

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Источник