Система гуморального иммунитета роль системы комплемента в иммунном ответе
1. Система гуморального иммунитета. Роль системы комплемента в иммунном ответе.
Карагандинский Государственный Медицинский Университет
СИСТЕМА ГУМОРАЛЬНОГО
ИММУНИТЕТА. РОЛЬ СИСТЕМЫ
КОМПЛЕМЕНТА В ИММУННОМ
ОТВЕТЕ.
Выполнил: Кәден Әшірбай 3-046 ОМ
2. ПЛАН
Что такое гуморальный иммунитет?
Гуморальные факторы
В-лимфоциты
Формирование антител
Структура антител
Что такое система комплемента?
Схема системы комплемента
Роль системы комплемента
3. Что такое гуморальный иммунитет?
ЧТО ТАКОЕ ГУМОРАЛЬНЫЙ
ИММУНИТЕТ?
• Гуморальный иммунитет является одним из механизмов
реализации защитных свойств организма в жидкой среде.
В отличие от клеточного иммунитета, гуморальный
защищает внеклеточные пространства.
• Гуморальный иммунитет действует через различные
вещества (так называемые гуморальные факторы),
которые способны ингибировать размножение микробов.
4. Гуморальные факторы
ГУМОРАЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ
• Гуморальными факторами защиты человека от инфекции
являются различные белки, растворимые в крови и
биологических жидкостях. Они сами могут обладать
антимикробными свойствами или способны активировать
другие гуморальные и клеточные механизмы
антиинфекционного иммунитета.
5. Неспецифические факторы гуморального иммунитета
НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ГУМОРАЛЬНОГО ИММУНИТЕТА
• циркулирующие в крови интерферонов — они повышают
устойчивость клеток к действию вирусов, предотвращают
размножение в клетках;
• — C-реактивный белок крови — образует комплексы с патогенами
инфекции, тем самым вызывая активацию системы
комплемента, а также некоторые клетки иммунной системы
(фагоциты и т. Д.);
• — белки системы комплемента — обычно неактивны, но
приобретают иммунологическую активность под влиянием
других факторов иммунитета;
• — лизоцим — фермент, который растворяет клеточные стенки
инфекционных микроорганизмов;
• — трансферрин — предотвращает размножение микроорганизмов.
6. Специфические факторы гуморального иммунитета
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ГУМОРАЛЬНОГО ИММУНИТЕТА
• белки, выделенные клетками иммунной системы с
конкретной активацией (интерлейкины, специфические
антитела разных классов).
7.
• В-лимфоциты реагируют на антигены — посторонние
вещества, попавшие в кровь или другие жидкости внутри
тела, которые наше тело считает опасными, блокируют их
и фагоциты, клетки-убийцы, поглощают их. Антитела
специализируются на определенных антигенах.
8. Формирование антител
ФОРМИРОВАНИЕ АНТИТЕЛ
• Антитела возникают в организме различными способами.
Первая часть переходит к ребенку в утробе матери, это
наследие эволюции человеческого вида и борьба за
выживание. Вторая часть после рождения передается
через грудное молоко, это некоторые из их антител,
которые матери удалось спасти за свою жизнь.
• Со временем организм начинает продуцировать антитела
независимо от стволовых клеток или после вакцинации.
Антитела могут вводиться инъекцией больному человеку.
Для этого курорта, если есть насущная необходимость,
потому что развитие антител занимает некоторое время.
9.
10. Строение антител
СТРОЕНИЕ АНТИТЕЛ
11. Что такое иммунный ответ?
ЧТО ТАКОЕ ИММУННЫЙ ОТВЕТ?
• Иммунный ответ — это иммунологический ответ, возникающий в
результате активации иммунной системы антигенами, в том
числе иммунитет к патогенным микроорганизмам и его
продуктам, а также аутоиммунитет к аллергиям на
самоантигены и выбросы трансплантата. В этом процессе
основными клетками являются Т-клетки, В-клетки лимфоцитов
и макрофаги. Эти клетки продуцируют лимфокины, которые
влияют на активность других клеток-хозяев. В-клетки
созревают для получения иммуноглобулинов или антител,
которые реагируют с антигенами. В то же время макрофаги
обрабатывают антигены иммуногенными единицами, которые
стимулируют дифференцировку В-лимфоцитов на клетки,
выделяющие антитела, стимулирующие Т-клетки для
реализации лимфокинов.
12.
13. Что такое система комплемента?
ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМА КОМПЛЕМЕНТА?
• Система комплемента является частью иммунной
системы, которая усиливает (дополняет) способность
антител и фагоцитарных клеток очищать микробы и
повреждать клетки организма, способствует воспалению и
атакует плазматическую мембрану патогена.
14. Схема системы комплемента
СХЕМА СИСТЕМЫ КОМПЛЕМЕНТА
15.
• Система комплемента состоит из нескольких небольших
белков, обнаруженных в крови, вообще синтезированных
печенью и обычно циркулирующих как неактивные
предшественники (про-белки). При стимуляции одним из
нескольких триггеров протеазы в системе расщепляют
специфические белки для высвобождения цитокинов и
инициируют усиливающий каскад дальнейших
расщеплений. Конечным результатом активации этого
комплемента или каскада фиксации комплемента является
стимуляция фагоцитов для очистки чужеродного и
поврежденного материала, прокси-воспаление для
привлечения дополнительных фагоцитов и активация
комплекса для атаки на клеточную мембрану.
16.
• Считается, что система комплемента может играть
определенную роль во многих заболеваниях с иммунным
компонентом, таким как синдром Баррак-Саймонса, астма,
красная волчанка, гломерулонефрит, различные формы
артрита, аутоиммунная болезнь сердца, рассеянный
склероз, воспалительное заболевание кишечника,
пароксизмальный ночная гемоглобинурия, атипичный
гемолитический уремический синдром и ишемическая
реперфузионная травма и отторжение
трансплантированных органов.
Количественное содержание иммуноглобулинов (IgА, IgМ, IgG) является основным показателем гуморального иммунного ответа и необходимо для оценки функциональной полноценности иммунной системы и диагностики патологических нарушений ее работы.
Определение уровня иммуноглобулинов является важным при диагностическом и клиническом мониторинге первичных иммунодефицитов, моноклональных гаммапатий, аутоиммунных заболеваний и других патологических состояний (Х-сцепленной агаммаглобулинемии, гипер-IgM, селективном IgА-дефиците, дефиците субклассов IgG, транзиторной гипогаммаглобулинемии новорожденных и др.). При первичных иммунодефицитах определение иммуноглобулинов имеет решающее диагностическое значение.
Снижение концентрации может свидетельствовать о различных патологиях – от генетических дефектов синтеза иммуноглобулинов до транзиторных состояний, связанных с потерей белка организмом. Причинами снижение синтеза иммуноглобулинов могут быть: моноклональные гаммапатии, термические ожоги, злокачественные лимфомы, плазмоцитомы, карциномы, болезни Ходжкина, заболеванияпочек, первичные и вторичные иммунодефициты.
При первичном контакте с антигеном сначала синтезируются IgM, затем IgG. При повторном – IgG синтезируются быстрее и в большем количестве. IgА нейтрализует вирусы и бактериальные токсины. Повышение концентраций говорит о наличии аллергических, аутоиммунных процессов, характерно для инфекционных заболеваний. Увеличение Ig разных классов отмечают при различных патологических ситуациях. Концентрация IgM возрастает в острый период и при обострении хронической инфекции, IgG – в стадии разрешения или формирования хронической инфекции, IgА – при некоторых вирусных инфекциях.
Метод исследования: >ИФА, иммунотурбидиметрия, иммунонефелометрия.
Условия взятия и хранения образца: Сыворотка крови. Хранение не более 24 ч при 4–8 °С. Допускается однократное замораживание образца.
Система комплемента
Система комплемента – комплекс белков, постоянно присутствующих в крови. Это каскадная система протеолитических ферментов, способных лизировать клетки, предназначенная для гуморальной защиты организма от действия чужеродных агентов, участвует в реализации иммунного ответа организма. Является важным компонентом как врожденного, так и приобретенного иммунитета.
Она активизируется реакцией антиген-антитело и необходима для опосредованного антителами иммунного гемолиза и бактериолиза, играет важную роль при фагоцитозе, опсонизации, хемотаксисе и иммунном гемолизе и необходима для усиления эффекта взаимодействия между специфическими антителами и антигеном.
Одной из причин снижения факторов комплемента в сыворотке крови могут являться аутоантитела, направленные против факторов комплемента. Снижение С3 и С4 компонентов комплемента сопровождается клинической картиной рецидивирующего кожного геморрагического васкулита и артралгией.
Уровень компонентов комплемента в крови варьирует в широких пределах. Наследственный дефицит компонентов комплемента или их ингибиторов может приводить к аутоиммунным нарушениям, повторным бактериальным инфекциям, хроническим воспалительным состояниям.
С3-компонент комплемента – центральный компонент системы, белок острой фазы воспаления. Это важнейшая часть защитной системы против инфекций. Он образуется в печени, макрофагах, фибробластах, лимфоидной ткани и коже. Вследствие активации С3 выделяется гистамин из тучных клеток и тромбоцитов, хемотаксис лейкоцитов и соединение антител с антигеном, поддерживается фагоцитоз, усиливается проницаемость стенок сосудов и сокращение гладкой мускулатуры. Активация С3 играет важную роль в развитии аутоиммунных заболеваний.
С4-компонент комплемента – гликопротеин, синтезируется в легких и в костной ткани. С4 поддерживает фагоцитоз, увеличивает проницаемость стенки сосудов, участвует в нейтрализации вирусов. Он участвует только в классическом пути активации системы комплемента. Увеличение или уменьшение содержания комплемента в организме наблюдается при многих заболеваниях.
Показания к исследованию
- Подозрение на врожденный дефицит комплемента, аутоиммунные заболевания, острые и хронические бактериальные и вирусные инфекции, (особенно рецидивирующие), онкологические заболевания;
- динамическое наблюдение больных с системными аутоиммунными заболеваниями.
Условия взятия и хранения образца: Сыворотка крови. Хранение не более 24 ч при 4–8 °С. Допускается однократное замораживание образца.
Метод исследования: ИФА, иммунотурбидиметрия, иммунонефелометрия.
Повышение концентрации С3 наблюдается при некоторых острых бактериальных, паразитарных и вирусных инфекциях, аутоиммунных и воспалительных заболеваниях.
Снижение концентрации С3 -наблюдается при врожденных дефектах комплемента, различных воспалительных и инфекционных, аутоиммунных заболеваниях, длительном голодании, при лечении цитостатиками, ионизирующем излучении.
Повышение концентрации С4 характерно для реакции острой фазы, отмечается при аутоиммунных заболеваниях, назначении некоторых лекарственных препаратов.
Снижение концентрации С4 – отмечается при врожденных дефектах системы комплемента (С4 дефицит новорожденных), некоторых аутоиммунных заболеваниях, системных васкулитах, синдроме Шегрена, трансплантации почек.
Циркулирующие иммунные комплексы
ЦИК в крови – показатель развития различных воспалительных процессов в организме и активности их течения. Повышение ЦИК наблюдается при острых и хронических инфекциях, аутоиммунных заболеваниях, вирусных гепатитах. ЦИК присутствуют у многих людей, страдающих СКВ и РА, особенно в тех случаях, когда есть осложнения в виде васкулитов. Существует положительная корреляция между активностью заболевания и уровнем ЦИК в крови. Формирование ЦИК представляет собой физиологический механизм защиты, приводящий к быстрому устранению либо эндогенных, либо экзогенных антигенов через ретикуло-эндотелиальную систему. Однако ЦИК обладают способностью связывать и активировать комплемент, что ведет к повреждению ткани. Выходя из кровотока в мелких сосудах, они могут откладываться в тканях, в гломерулах почек, в легких, коже, суставах, стенках сосудов. Клинически это часто проявляется гломерулонефритами, артритами, нейтропениями. Патологические реакции на иммунные комплексы могут быть обусловлены превышением скорости их образования над скоростью элиминации, дефицитом одного или нескольких компонентов комплемента или функциональными дефектами фагоцитарной системы. Высокий уровень ЦИК в сыворотке крови и/или в других биологических жидкостях наблюдается при многих воспалительных и злокачественных заболеваниях, что может стать причиной развития патологии. Определение ЦИК в сыворотке крови – важный маркер для оценки активности заболевания, особенно при аутоиммунных заболеваниях. Снижение концентрации ЦИК в течение заболевания или при лечении свидетельствует об угасании воспалительного процесса и эффективности терапии.
Методы исследования: Для определения ЦИК в сыворотке крови человека используют метод иммунонефелометрии и иммунотурбодиметрии.
Условия взятия и хранения образца: Сыворотка крови. Образец стабилен, не более 24 ч при 4–8 °С. Допускается однократное замораживание образца.
Показания к исследованию: Оценка и мониторинг активности аутоиммунных, аллергических и инфекционных заболеваний.
Повышенные значения
- Аутоиммунные заболевания;
- иммунокомплексные заболевания;
- острые бактериальные, вирусные, паразитарные, грибковые заболевания;
- сывороточная болезнь;
- коллагенозы;
- ревматизм;
- аллергические альвеолиты, васкулиты, феномен Артюса;
- гломерулонефрит;
- бронхиальная астма;
- миокардит.
- Иммунология и аллергология
- Иммунология
- Иммунология: Учебник
Открытие комплемента в конце прошлого столетия связывают с именем Жюля Борде, работавшего в лаборатории И.Мечникова в Париже. Первые данные указывали, что в сыворотке крови животных имеется термолабильное вещество, которое усиливает опсонизацию бактерий и в присутствии антител убивает бактерии. В настоящее время известно, что опсонизирующая и лизирующая активность сыворотки связана с большой группой белков, объе- диненых в единую систему комплемента. Определяющим событием является взаимодействие антител с антигеном, что провоцирует каскад реакций, состоящий из последовательной активации одного белка системы предыдущим белком этой системы. Некоторые из членов системы комплемента связываются ковалентно с бактериями, опсонизируя их для успешного поглощения фагоцитами, обладающими соответствующими рецепторами к комплементу. Другие члены функционируют как хемоаттрактанты, привлекая в зону воспаления, где происходит активация системы комплемента, фагоцитирующие клетки. Заключительные компоненты каскадной реакции выступают в качестве литических факторов, разрушая бактерии.
Имеется два пути реализации эффекторной функции системы комплемента — классический путь активации, по которому цепь реакций инициируется комплексом антиген:антитело, и альтернативный путь, т.е. активация системы только антигеном, без участия антител. Второй путь активации комплемента, зависящий от прямого действия патогена и не включающий специфические факторы гуморального иммунитета, кажется эволюционно более древним. Устоявшееся название для неспецифической активации системы комплемента связано лишь с более поздним открытием этого механизма включения в работу данной системы.
Все белки классического пути активации системы комплемента имеют буквенное обозначение “С” и арабскую цифру, отражающую последовательность открытия белка, но не последовательность его включения в реакцию. Реакционная последователь-
иость представляет следующий ряд: С1. С4, С2, СЗ. С5, С6, С7, С8, С9. События, разворачивающиеся после инициации процесса, можно разбить на дна этапа: ранний и поздний (табл. 9.7). На раннем этапе классический и альтернативный пути активации комплемента отличаются не только по инициаторам процесса, но и по белковым компонентам, включившимся в реакцию. Поздние этапы по молекулярным механизмам и конечному эффекторному действию являются общими для путей активации системы.
Первым компонентом классического пути является С!, который построен из трех белков: Clq. С1г и CIs (рис. 9.22). Clq состоит из шести идентичных субъединиц, конформационно напоминающих булаву с коллагеноподобной рукоятью. Он находится в прямом контакте с двумя другими белками — С1г и С 1s. Головная часть Clq образует связь с Fc-фрагментом IgM. Подробная связь возникает только на клеточной поверхности после того, как произошло взаимодействие IgM с эпитопом патогена или какою- либо иного корпускулярного антигена. В жидкой среде такого взаимодействия не происходит, и связано это с отсутствием конфор- мационных изменений, свойственных иммуноглобулину, адсорбированному на клетке.
При взаимодействии Clq с IgG должно соблюдаться условие плотной “посадки” иммуноглобулина на поверхности корпускулярного антигена, с тем чтобы данный компонент комплемента мог провзаимодействовать с несколькими соседними иммуноглобулиновыми молекулами и образовать таким способом молекулярный агрегат. Контакт только с одной молекулой IgG не обеспечивает активации С1.
Завершившееся взаимодействие иммуноглобулинов с Clq приводит к активации ферментативной активности у данного компонента комплемента, который в свою очередь модифицирует Cls, придавая ему свойства сериновой протеазы. С приобретением ферментативных свойств Cls завершается первый этап классического пути активации системы комплемента.
Следующий этап связан с активностью Cls, который расщепляет сывороточный белок С4 на два фрагмента: больший С4Ь и меньший — С4а. Больший ковалентно связывается с поверхнос-
Таблица 9.7
Основные компоненты комплемента и их функциональная
активность
тью патогена и затем взаимодействует с С2, делая его чувствительным к сериновой протеазе С Is. В результате С2 расщепляется на С2Ь и С2а. С2Ь также обладает активностью сериновой протеазы. Комплекс С4Ь с активной сериновой протеазой С2Ъ является ферментом СЗ/С5-конвертазой, прикрепленной к поверхности патогена. Наиболее важная функция СЗ/С5-конвертазы состоит в расщеплении большого числа СЗ молекул на СЗЬ, остающиеся прикрепленными к поверхности патогена, и свободные СЗа, играющие значительную роль в инициации локальной воспалительной реакции.
При альтернативном пути активации системы комплемента основные события аналогичны тем, которые известны для классического пути. Инициатором процесса является ковалентно связанный с поверхностью патогена СЗЬ, который образовался как результат работы классического пути активации. Компонент СЗЬ- взаимодействует на поверхности с фактором В, Этот фактор после фиксации на мембране подвергается расщепляющему воздействию фактора D. В результате образуется крупный фрагмент ВЬ, связанный с СЗЬ, и свободный мелкий фрагмент Ва. Фиксированный на мембране патогена комплекс СЗЬ:ВЬ выполняет функцию СЗ/С5:. конвертазы и подобно комплексу С4Ь:2Ь классического пути активации обеспечивает накопление на поверхности патогена большого количества молекул СЗЬ.
В суммарном виде белки, принимающие участие в реализации функции системы комплемента, представлены в табл. 9.8.
Таблица 9.8
Функциональная активность белков системы комплемента
| Функция | Белки |
| Взаимодействие с комплексом антиген:антитело на поверхности чужеродной клетки | Clq |
| Ферментативная активность по отношению к белкам системы комплемента | Clr, Cls, C2b, Bb, D |
| Опсонины и белки, связанные с мембраной чужеродной клетки | С4Ъ, СЗЬ |
| Медиаторы воспаления | С5а, СЗа, С4а |
| Белки, образующие поры в мембране чужеродных клеток | С56, С6, С7, С8, С9 |
Источник: В.Г. Галактионов., «Иммунология: Учебник» 1998
А так же в разделе «Система комплемента в гуморальном иммунитете »
- 9. 1.2. . Общая характеристика
- Дифференциальная роль различных антигенпрезентирующих клеток в инициации иммунного ответа
- Участие интерлейкина-2 в процессе созревания Т-клеток
- 9. 1.2.5. Изменение экспрессии поверхностных молекул Т-клеток
- 9.1.2.6. Способы активации наивных CD8 Т-клеток
- 9.1.2.7. Дифференцировка наивных CD4 Т-клеток в ТИ1 и Tff2
- Эффекторное действие зрелых Т-клеток
- Активность цитотоксических Т-клеток (CD8 Т-клеток)
- Активность CD4 Тчслеток воспаления
- Заключение
- ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ
- Образование антител В-лимфоцитами
- Эффекторная функция различных изотипов антител
- 9.222 Транспорт через эпителиальные барьеры
- Нейтрализация антигенов (токсинов, бактерий, вирусов)
- Опсоиизация и разрушение антигенов
- Заключение