Истинная и анамнестическая реакция иммунитета
• распознавание лимфоцитами антигена в нативном состоянии (например, молекулы патогена) и представленного на поверхности модифицированных клеток (например, заражённых вирусами);
• деструкция патогена и повреждённых клеток;
• элиминация (выведение) продуктов деструкции из организма;
• формирование иммунной памяти.
В иммунном ответе выделяют индуктивную и эффекторную (продуктивную) фазы. В индуктивную фазу происходит презентация антигена, т.е. передача информации об антигене от клеток врождённого иммунитета (АПК) инициаторам адаптивного иммунитета — Т-хелперам.
Затем выбирается путь дальнейшего развития иммунного ответа по клеточному или гуморальному пути: через индукцию дифференцировки разновидностей Т-хелперов (Th1, Th2, Th17 и других).
Наконец, при участии этих Т-хелперов происходит параллельная дифференцировка эффекторных клеток и клеток памяти. Эффекторная фаза иммунного ответа состоит в выполнении своих функций образовавшимися эффекторными клетками. Эта активность реализуется в форме клеточной или гуморальной иммунной защиты. В конце иммунного ответа благодаря включению регуляторных механизмов прогрессирование иммунных реакций замедляется и в результате приводит к их прекращению. Дифференцировавшиеся в процессе иммунного ответа клетки памяти активируются только при повторной встрече с антигеном — при вторичном иммунном ответе. Он протекает в принципе так же, как первичный, но развивается быстрее и реализуется значительно эффективнее первичного.
Этапы иммунного ответа (ИО). Начальный во входных воротах инфекции. Особенности местного иммунитета: неспецифические и специфические защитные механизмы кожных покровов и слизистых оболочек.
• Началом процесса служит проникновение Аг во внутреннюю среду организма. В природе это происходит при травмировании покровных тканей. При этом в них выделяются определённые вещества (стресc-протеины, белки теплового шока, цитокины кератиноцитов и клеток соединительной ткани) — медиаторы доиммунного воспаления, которые и «готовят почву» для развития лимфоцитарного иммунного воспаления (если это потребуется).
• Доиммунные защитные реакции в отношении Аг направлены на то, чтобы не пустить Аг глубже покровов. В первую очередь это сосудистые реакции: расширение сосудов микроциркуляторного русла, повышенный выпот из сосудов в ткани плазмы или сыворотки (соответственно всех сывороточных факторов доиммунной резистентности к инфекциям) и экстравазация лейкоцитов (в первую очередь — фагоцитов-нейтрофилов. Локальный отёк препятствует всасыванию Аг в системную циркуляцию.
♦ Проникший в покровы патоген сорбируют и поглощают эндоцитозом ДК, фагоцитируют макрофаги. И те, и другие — профессиональные АПК, но только ДК обладают особыми способностями — мигрируют из покровов (вместе с Аг) в региональные лимфоидные органы.
♦ Кроме АПК, в покровных тканях Аг встречают внутриэпителиальные лимфоциты.
♦ Не «перехваченный» в барьерных тканях и всосавшийся в системную циркуляцию Аг, если он опасен для организма, сразу начнёт приносить вред. Тем не менее иммунный ответ на него ещё может развиться, поскольку АПК (ДК и макрофаги) присутствуют и в синусоидах селезёнки, через которую за цикл циркуляции проходит весь объём крови.
Промежуточный этап иммунного ответа -распознование антигена, активация, пролиферация и дифференцировка ИКК. Межклеточная кооперация в иммунном ответе. Основные стадии иммунного ответа на тимусзависимые (эндоцитоз, процессинг, экспрессия антигенов, презентация) и тимуснезависимые антигены.
• В T-зависимых зонах лимфатических узлов ДК представляют Аг (в комплексе с MHC-II) для «рассмотрения» интенсивно мигрирующим T-лимфоцитам.
♦ Двойное распознавание —процесс распознавания Т-хелпером фрагментов пептидного Аг, в комплексе с МНС-I/II.
• Распознавший Аг T-лимфоцит начинает пролиферировать и дифференцироваться. В результате образуется клон антигенспецифичных дифференцированных T-лимфоцитов. Такие T-лимфоциты называют иммунными лимфоцитами, лимфоцитами-эффекторами. В процессе дифференцировки T-лимфоцит экспрессирует в надлежащем количестве мембранные молекулы и секретирует цитокины, необходимые для взаимодействия с B-лимфоцитами, лейкоцитами или для атаки на клетки-мишени.
• В T-зависимых зонах периферических лимфоидных органов происходит взаимодействие активированных Аг T-лимфоцитов с активированными Аг B-лимфоцитами.
• Провзаимодействовавший с Аг и с T-лимфоцитами B-лимфоцит мигрирует в зону фолликула, где пролиферирует и дифференцируется в антителопродуцента — плазматическую клетку.
• Иммунные Т-лимфоциты (ЦТЛ, Th1, Th2) выходят из региональных лимфатических узлов через эфферентные лимфатические сосуды, попадают в системную циркуляцию, а оттуда — в очаг воспаления в месте проникновения или диссеминации патогена.
• Если T-лимфоцит в очаге воспаления находит и связывает свой Аг, то он начинает усиленно синтезировать и секретировать эффекторные молекулы — цитотоксины, непосредственно обеспечивающие убийство клеток-мишеней, или цитокины, «нанимающие» для деструкции Аг те или иные лейкоциты (макрофаги, эозинофилы, тучные клетки, базофилы, нейтрофилы).
33. Конечный этап иммунного ответа –освобождение организма от патогена, супрессия ИО и формировапние иммунологической памяти и протективного иммунитета (постинфекционного, инфекционного, с преобладанием гуморального (антибактериального, антитоксического и др.) или клеточного иммунитетов), слабонапряженного, типоспецифического и др. Примеры.
• В эффекторной фазе иммунного ответа связанный Аг подвергается фагоцитозу и разрушению гидролитическими ферментами, кислородными радикалами, радикалами оксида азота до мелких метаболитов, которые экскретируются из организма через системы выделения (почки, ЖКТ).
• Второй результат лимфоцитарной иммунной реакции — иммунологическая память.
Иммунологический метод диагностики инфекционных заболеваний. Принципы использования реакций иммунитета в диагностике инфекционных заболеваний. Компоненты и механизм иммунологических реакций. Экспресс диагностика.
Цель: поиск антигенов микробов в патологическом материале с помощью серологических иммунных реакций.
Серологическими называют реакции иммунитета между антигенами (АГ) и антителами (AT). Детерминанта АГ связывается с активным центром AT. Серологические реакции протекают в две фазы. Первая — специфическая невидимая — заключается во взаимодействии АГ с AT. Вторая фаза — видимая — проявляется в зависимости от типа реакции, который определяется свойствами АГ, AT и другими ингредиентами реакций. Различают несколько типов реакций: агглютинация, преципитация (иммунная диффузия), лизис, нейтрализация и др.
35. Серодиагностика инфекционных заболеваний. Динамика образования антител, первичный и вторичный иммунный ответ. Отличие истинной от анамнестической реакции иммунитета. Диагностическая ценность определения нарастания титра антител и отдельных классов иммуноглобулинов.
СЕРОЛОГИЧЕСКИЙ метод заключается в определении титра специфических антител в сыворотке больного. Для его реализации используют различные реакции иммунитета, как простые (агглютинация и ее разновидности), так и сложные (РСК, ИФА и др.).
Классическая серодиагностика основана на:
1). Определении антител к возбудителю в диагностическом титре;
2). Обнаружение в исследуемой сыворотке крови антител к возбудителю ряда инфекционных болезней недостаточно для постановки диагноза, поскольку оно может отражать наличие постинфекционного или поствакцинального иммунитета. 3). При экзотических инфекционных болезнях, а также при гепатитах, ВИЧ- инфекции и при некоторых других заболеваниях сам факт определения антител свидетельствует об инфицированности пациента и имеет диагностическое значение.
Серологический метод диагностики применяют с конца первой-начала второй недели заболевания.
Для обнаружения антитела к исследуемой сыворотке прибавляют известный антиген. Эти препараты, называемые диагностикумами, представлят собой взвесь убитых микроорганизмов (их отдельных антигенов) или эритроцитов (частиц латекса), на которых адсорбированы микроорганизмы или их антигены.
Аллергический метод диагностики инфекционных заболеваний. Фазы, механизм, защитная и патогенетическая роль инфекционной аллергии(ГЧЗТ). Диагностические препараты для постановки кожно-аллергических проб (корпускулярные и растворимые).
При многих инфекционных заболеваниях развивается состояние повышенной чувствительности к повторному введению возбудителя или продуктов его жизнедеятельности. Такое состояние, называемое инфекционной аллергией,характерно для туберкулеза, туляремии, бруцеллеза, сапа, сифилиса, сибирской язвы, токсоплазмоза, паротита, простого герпеса и ряда других инфекций.
Для выявления инфекционной аллергии применяют аллергические диагностические пробы, для чего строго внутрикожно вводят соответствующий аллерген. Наличие гиперемии и инфильтрата указывает на положительный результат реакции, т. е. на наличие инфекционной аллергии.
Аллергический метод диагностики основан на аллергической реакции – реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ).
* Введение внутрикожно Агбактерий
* Через 48 – 72 часа появляется воспаление
* Измеряют величину покраснения и папулы
В реакциях ГЗТ участвуют: Т-хелперы (стимулируют образование Т-эффекторов через ИЛ-2) → Т-эффекторы (продуцируют лимфокины — хемоаттрактанты и привлекают макрофаги в очаг воспаления) → макрофаги (продуцируют медиаторы-монокины) →мононуклеарный инфильтрат на месте введения аллергена → величина инфильтрата зависит от степени сенсибилизации организма и достигает максимума через 24-48 ч.
Аллергические диагностические пробы позволяют диагностировать туберкулез (реакция Манту), бруцеллез (проба Бюрне), туляремию (проба с тулярином), сибирскую язву (проба с антраксином), мягкий шанкр (реакция Дюкрея), проказу (реакция Мицуды), а последняя — даже дифференцировать туберкулоидную (лепромин-положительную) форму от лепроматозной (лепромин-отрицательной).
Положительная кожная аллергическая проба указывает, что введение аллергена при постановке пробы является повторным, т. е. индивидуум в прошлом имел контакт с микробным агентом. Здесь сказывается основной недостаток диагностической ценности кожно-аллергических проб, так как они могут быть положительными не только у инфицированных, но и у привитых против этих болезней, а также у лиц, переболевших много лет назад, в том числе и у носителей, т. е. положительный тест у здоровых лиц указывает только на контакт с микробным антигеном.
Особенности антибактериального иммунитета: неспецифические и специфические факторы. Иммунитет против внутриклеточных паразитов (иммунитет при туберкулезе, лепре, бруцеллезе, сифилисе и др.).Защитная роль антител. Антитоксический иммунитет. Механизмы нейтрализации экзотоксинов.
Антитоксический – гуморальный:
- Нейтрализация токсической группы
- Изменение рецепторов экзотоксина
- Преципитация АГ+АТ – фагоцитоз
Противобактериальный
1. Внеклеточные МО — ГИО:
- 1. Иммунный лизис: антитело присоединяется к бактерии, этот комплекс активирует комплемент = лизис бактерии
- 2. Иммунный фагоцитоз: антитело участвует в опсонизации и повышает способность фагоцитов захватывать и переваривать микробы.
- 3. Блокада инвазии: Блокада прилипания бактерии к рецепторам эпителиальных клеток. Осуществляется секреторным IgA при участии ИФ.
- 4. Нейтрализация антифагоцитарных факторов (капсулы)
2. Внутриклеточные МО – КИО. Элиминация бактерий — путем образования инфекционной гранулемы (т.е. в основном по Т-эффекторному типу).
Противогрибкового
1. Основной механизм – ГИО, включающий элементы: гриб + АТ + комплемент = лизис.
Неспецифические факторы защиты: альтернативный путь активации системы комплемента, фагоциты, ЕК.
2. КИО идет по Т-хелперному и Т-эффекторному путям.
а) Т-хелперы + гамма-интерферон = фагоцитоз;
б) Т-эффекторы = инфекционная гранулема.
При микозах резко повышается содержание IgЕ — способствует развитию аллергии и стимулирует быстрое воспаление. От частой стимуляции Т-супрессоров может возникать анергия.
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.
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.