Системы гуморальных факторов врожденного иммунитета
Врожденный иммунитет является первой линией защиты от вторгающихся патогенов. Он неспецифичен и присущ всем видам животных. Основными компонентами, которые определяют наличие врожденного иммунитета, также называемого естественным сопротивлением, являются:
- защитные функции кожи и слизистых оболочек;
- наличие нормальной микробной флоры;
- гуморальные защитные факторы;
- клеточные защитные факторы.
Когда воспалительные агенты проходят через анатомические барьеры (кожа и слизистые оболочки), возникает острое воспаление и появляются первые симптомы — покраснение, отек, боль, жар и, в некоторых случаях, потеря функции. Гуморальные факторы врожденного иммунитета играют важную роль в формировании воспалительного отека и стимуляции воспалительных клеток. Они обнаруживаются в сыворотке или месте воспаления:
- система комплемента — опсонизация, стимуляция фагоцитоза и воспаления;
- система коагуляции — отделение химиотерапевтических стимуляторов;
- тромбоциты — из этих клеток удаляются антибактериальные вещества.
- лактоферрин и трансферрин — ограничивают рост бактерий;
- лизоцим — индуцирует гидролиз пептидогликана, который строит клеточную стенку бактерий (если
- возбудитель является бактерией);
- интерфероны — противовирусные белки;
- интерлейкин 1 — вызывает лихорадку и является основным пирогеном ;
- TNF — противовирусная активность, активация фагоцитоза;
- заостренные белки — С-реактивные белки, которые активируют комплемент и фагоцитоз. Фибронектин также является фаговым белком. Он усиливает действие нейтрофилов и маннозосвязывающего белка;
- дефенсины — антибактериальные и противовирусные белки.
Система комплемента
Система комплемента является самым большим гуморальным компонентом врожденного иммунитета. Это то, что атакует поверхности инородных клеток. Термин «система комплемента» был введен Полем Эрлихом в конце 1990-х годов. Первоначально это было описано как «нечто», что дополняет клетки иммунной системы при убийстве патогенов. Система комплемента состоит из более 25 различных белков и белковых фрагментов, включая сывороточные белки. Все эти компоненты в основном синтезируются в печении составляют около 5% глобулинов сыворотки крови. Циркулирующие белки системы комплемента находятся в неактивном состоянии. Их можно активировать тремя способами: классическим, альтернативным, лектинским путем. Возникает каскад реакций, что в конечном итоге приводит к образованию мембранно-атакующего комплекса (МАК), что приводит к осмотическому цитолиту клетки-мишени.
Гуморальные факторы, излучаемые тромбоцитами
Тромбоциты представляют собой ядерные (бесклеточные) клеточные фрагменты, известные своей центральной ролью в гемостазе. С каждым днем становится все более ясно, что тромбоциты способствуют различным иммунологическим процессам, которые выходят за рамки традиционного представления о тромбоцитах как фрагментарных медиаторах гемостаза и тромбоза. Последние данные свидетельствуют о том, что тромбоциты участвуют в:
- ответе на микробные угрозы;
- стимулировании клеточных компонентов врожденного иммунитета;
- модуляции представления антигена;
- улучшая приобретенный иммунный ответ.
В настоящее время тромбоциты считаются заниженными компонентами иммунной системы. Они содержат три типа гранул, богатых биоактивными молекулами, таких как:
- биоактивные амины — гистамин и серотонин, которые являются провоспалительными модуляторами;
- биологически активные ионы — катионы и фосфаты, которые стимулируют клеточную адгезию;
- нуклеотиды — ADP, ATD, GTP, которые активируют пуринергические рецепторы иммунных клеток;
- адгезионные молекулы;
- хемокины;
- цитокины;
- факторы роста;
- антибактериальные белки — дефенсины, тромбоцидин;
- протеаз;
- глюкозидазы;
- активных форм кислорода.
Способность тромбоцитов участвовать в врожденном иммунитете во многом объясняется их способностью выделять множественные воспалительные и биологически активные молекулы. Эти медиаторы привлекают и модулируют эффекторные клетки врожденного иммунитета. Эффективные функции демонстрируют сами тромбоциты.
Интерфероны
Интерфероны представляют собой группу сигнальных белков, которые продуцируются инфицированными клетками в попытке представить патогены (бактерии, вирусы, паразиты). В типичном сценарии зараженные вирусом клетки секретируют интерфероны, чтобы сигнализировать окружающие иммунокомпетентные клетки, чтобы повысить их противовирусную активность. Основываясь на типе рецептора, который они сигнализируют, интерфероны подразделяются на три основных типа:
- Интерфероны I типа включают IFN-α, IFN-β, IFN-α, IFN-β и IFN-ω. Они связываются с конкретным поверхностным рецепторным комплексом. Они изготовлены из моноцитов и фибробластов. После высвобождения они активируют молекулы, которые ингибируют репликацию вирусной ДНК или РНК. По этой причине IFN-α можно использовать для лечения гепатита В и гепатита С ;
- Интерфероны типа II — основным агентом в организме человека являются интерферон-у. Он продуцируется лимфоцитами, естественными киллерами, макрофагами. Он активируется интерлейкином-12.
- Интерфероны III типа — высвобождаются при грибковых инфекциях.
Основные функции интерферонов связаны с их антивирусным эффектом и их способностью модулировать функции иммунной системы. Они также важны для противоопухолевой защиты.
Лизоцим
Лизоцим, также называемый мурамидазой, является антимикробным ферментом, частью врожденного иммунитета. Это гликозидаза гидролаза, которая катализирует гидролиз бета-1,4-связей между N-ацетилмурановой кислотой и остатками N-ацетил-D-глюкозамина, создавая пептидогликан, который является основным компонентом клеточной стенки грамположительных бактерий. Этот фермент присутствует в большом количестве секретов, включая слезы и слюну.
Гуморальные факторы врожденного иммунитета обеспечивают защиту организма от вторгающихся патогенов. Без них иммунная система не могла полностью выполнять свои функции.
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:
гуморальный врожденный иммунитет
функции макрофагов
статьи о неспецифическом иммунитете ласкавый в н
лизоцим интеферон это
интерферон это гуморальный фактор иммунитета
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.