Физиология иммунной системы

Скачать 0.74 Mb.

Название	Физиология иммунной системы
страница	3/8
Дата конвертации	03.04.2013
Размер	0.74 Mb.
Тип	Реферат

Содержание

2. Индукция и регуляция иммунного ответа 2.1. антигены
По происхождению
По химической природе
2.2. Активация лимфоцитов
Активация Т-лимфоцитов

1 2 3 4 5 6 7 8

2. ИНДУКЦИЯ И РЕГУЛЯЦИЯ ИММУННОГО ОТВЕТА

2.1. АНТИГЕНЫ

Антигены (греч. anti — против, genes — порождающий) — высокомолекулярные соединения, которые, специфически стимулируя иммунокомпетентные клетки, вызывают иммунную реакцию и взаимодействуют с продуктами этой реакции: антителами и активированными лимфоцитами.

Антигенными свойствами могут обладать чужеродные белки (сыворотки, экстракты тканей), другие высокомолекулярные и более простые соединения. Правда, низкомолекулярные вещества сами по себе вызывать образование антител не могут, но вступают в реакцию взаимодействия с иммуноглобулинами, которые вырабатывались под воздействием конъюгированных с ними высокомолекулярных соединений (белков). Высокомолекулярные соединения, индуцирующие антителообразование и взаимодействующие с иммуноглобулинами, называют иммуногенами, а низкомолекулярные, только реагирующие с антителами, — гаптенами (греч. hapto — схватываю).

В современной иммунологии антигенами называют иммуногены и гаптены, которые, активируя иммунокомпетентные клетки, вызывают образование иммуноглобулинов и развитие многих других иммунологических (защитных) процессов (рис. 3).

Классификация антигенов

^ По происхождению:

- естественные (белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, бактериальные эндо- и экзотоксины, антигены клеток тканей и крови);

- искусственные (динитрофенилированные белки и углеводы);

- синтетические (синтезированные полиаминокислоты, полипептиды).

2. ^ По химической природе:

- белки (гормоны, ферменты; сывороточные, яичные, молочные белки);

- углеводы (декстран, леван);

- нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК);

- коньюгированные антигены (динитрофенилированные белки);

- полипептиды (полимеры альфа-аминокислот, кополимеры глутамина и ала

нина);

Рис. 3. Классификация антигенов

- липиды (холестерин, лецитин, которые могут выступать в роли гаптена, а соединившись с белками сыворотки крови, приобретают антигенные свойства). Сами по себе гаптены неиммуногенны, однако, будучи связанными с соответствующим носителем, способны вызывать реакции иммунного ответа.

3. По генетическому отношению донор — реципиент:

- аутоантигены (происходят из тканей собственного организма);

- изоантигены (происходят от генетически идентичного — син-генного донора);

- аллоантигены (происходят от неродственного донора того же вида);

- ксеноантигены (происходят от донора другого вида).

В тех случаях, когда антигены вызывают иммунный ответ, их называют иммуногенами. Антигены, приводящие к снижению реактивности организма к этому антигену (толерантности), называют толерогенами.

Иммуногенность антигена зависит от целого ряда факторов:

Молекулярной массы. Низкомолекулярные вещества (моносахариды, аминокислоты, липиды) не являются иммуногенами.Вещества с молекулярной массой 5...10кД обладают слабовыраженными иммуногенными свойствами. Сильными иммуногена ми являются вещества с молекулярной массой в несколько миллионов дальтон.
Химической неоднородности.
Генетической чужеродности. Иммуноген должен обладать генетически чужеродными свойствами по отношению к данному организму.
Дозы антигена. Низкие дозы вызывают выработку небольшого количества антител с высокой аффинностью. С увеличением дозы вводимого антигена выраженность иммунного ответа повышается. Однако следует учитывать, что большие дозы могут вызывать состояние иммунологической толерантности (специфической ареактивности).
Способа введения антигена. Предпочтительнее антиген вводить внутрикожно или подкожно.
Применения адъювантов — веществ, усиливающих иммуногенность антигена.

Сильными иммуногенами являются чужеродные протеины, гликопротеиды, липопротеиды и другие белки в комплексе с гаптенами, сложные полисахариды капсул пневмококка, липополисахариды энтеробактерий, нуклеиновые кислоты соматических клеток, многие искусственные высокополимерные соединения.

Формирование иммунного ответа зависит и от генетически обусловленной способности организма реагировать на чужеродные вещества. Известно, что иммунный ответ к определенному антигену контролируется Iг-генами (immune respons), расположенными в D/DR области главного комплекса гистосовместимости (МНС). Антигены МНС экспрессированы на поверхности всех ядерных клеток организма. Свое название они получили в связи со способностью вызывать сильную реакцию отторжения при пересадке тканей. У человека она обозначается HLA (human leukocyte antigens), у мышей— Н-2, у собак— DLA, у свиней — SLA. В антигенном распознавании участвуют антигены МНС классов I и II.

Молекулы МНС класса I представляют собой мембранные гликопротеины, обнаруженные на поверхности практически всех клеток и состоящие из одной полипептидной альфа-цепи с молекулярной массой 45 000 и связанной с ней нековалентно легкой цепью с молекулярной массой 12000. Молекулы МНС класса I определяют специфичность узнавания мишени аллогенными клетками-киллерами и распознаются вместе с вирусными, опухолевыми и другими мембранными антигенами цитотоксическими Т-клетками. Молекулы МНС класса II также являются мембранными гликопротеинами и состоят из двух гомологичных полипептидных цепей с молекулярной массой соответственно 33 000...35 000 (тяжелая альфа-цепь) и 27 000...29 000 (легкая бета-цепь). Вместе с обычными антигенами эти молекулы распознаются хелперными Т-клетками и другими Т-клетками, в частности, участвующими в реакции гиперчувствительности, и теми, которые вырабатывают IL-2 и усиливают, таким образом, ответ цитотоксических Т-лимфоцитов. К белкам МНС класса III относят белки системы комплемента: С2 и СЗ, фактор В.
^

2.2. АКТИВАЦИЯ ЛИМФОЦИТОВ

Уникальным свойством антигена, проникшего в организм, является его способность специфически связываться с лимфоцитами и активировать их.

Согласно клонально-селекционной теории, выдвинутой в 1959г. Бернетом, при нормальном развитии в организме возникает набор из тысяч очень небольших по объему субпопуляций лимфоцитов, имеющих на наружной мембране рецепторы лишь к одной какой-то детерминанте. Иммунный ответ оказывается специфическим в силу того, что проникший в организм антиген избирательно связывается только с теми клетками, на поверхности которых имеются соответствующие рецепторы. С остальными клетками этот антиген не взаимодействует.

Связывание антигена индуцирует активацию лимфоцита, то есть запускает ряд процессов, приводящих к клеточному делению и дифференцировке. В процессе дифференцировки лимфоцитов происходит развитие таких эффекторных функций, как антителообразование у В-клеток и появление цитотоксической активности у части Т-клеток.

Под активацией лимфоцитов понимается достаточно сложный процесс перехода клетки из фазы G0 в фазу G1, вызванный взаимодействием со стимулирующим агентом (например, антигеном или митогеном). Термин «покоящийся лимфоцит» относится к лимфоцитам, которые находятся в фазе G0 (в этой фазе клеточного цикла клетки не делятся), характеризующейся низким уровнем метаболической активности, т. е. низкой скоростью синтеза белков и РНК при отсутствии синтеза ДНК. Реагирующие с антигеном клетки согласно клонально-селекционной теории Бернета обычно находятся в покоящемся состоянии до получения стимулирующего сигнала.

При взаимодействии с антигеном в ранее «покоившихся лимфоцитах» наряду с метаболическими изменениями, характерными для делящихся клеток, происходят процессы созревания, различные в разных субпопуляциях лимфоцитов. В итоге каждая субпопуляция приобретает набор присущих только ей поверхностных антигенов и специфических функций.

Последовательность процессов активации лимфоцитов в общем виде может быть представлена следующим образом. Рецепторы на поверхности лимфоцита связывают стимулирующий лиганд (например, антиген) и сшиваются друг с другом, образуя небольшие локальные кластеры сшитых рецепторов, которые становятся наиболее эффективными в передаче активирующего сигнала.

Локальные кластеры повышают проницаемость мембраны лимфоцита для одновалентных катионов, поступающих внутрь клетки, что приводит к деполяризации мембраны и локальному увеличению концентрации Na⁺-, K⁺- АТФазы. Вследствие сшивки рецепторов лимфоцита активируется мембранная метилтрансфераза, которая катализирует образование достаточного количества монометилфосфатидилэтаноламина, повышающего текучесть мембраны и вызывающего ее локальную перестройку. В результате этого открываются каналы, через которые ионы Са²⁺ проникают (диффундируют) в лимфоцит. Вследствие такого локального увеличения концентрации Са²⁺ с внутренней стороны мембраны активируется фосфолипаза А2, катализирующая образование лизолецитина и арахидоновой кислоты из фосфатидилхолина. Эти реакции происходят в течение первых 30 мин после контакта лимфоцита с антигеном.

Одновременно ионы Са²⁺ активируют и другой цитоплазматичес-кий фермент, расщепляющий фосфатидилинозитол (по крайней мере в Т-клетках). Высвобождающаяся арахидоновая кислота при участии липоксигеназы и циклоксигеназы расщепляется с образованием лейкотриенов и простагландинов (одни продукты каскада арахидоновой кислоты регулируют синтез РНК и ДНК, другие – влияют на поглощение ионов Са²⁺ или активность аденилатциклазы).

Лизолецитин с помощью ионов Са²⁺ активирует гуанилатциклазу, а активность аденилатциклазы уменьшается вследствие ее соседства с №⁺-К⁺-АТФазой, конкурирующей с ней за АТФ. Все это приводит к временному увеличению концентрации цГМФ, активирующего протеинкиназы, трансферазы жирных кислот и ферменты, увеличивающие синтез мембранных фосфолипидов. Из других протеинкиназ важное значение имеет активация проте-инкиназ, способствующих биосинтезу матричной РНК, полиаминов и переносу метильных групп.

Поскольку транспорт глюкозы в клетку является Са-зависи-мым процессом, то поток ионов Са²⁺ играет важную роль в увеличении, скорости ее транспорта, т. е. поставки исходного материала для обеспечения множества энергозависимых синтетических процессов. Повышенный транспорт аминокислот и нуклеотидов в клетку вызывает повышенное образование липо-сом, увеличение синтеза рибосомной и матричной РНК и синтеза белка в целом.

Поток ионов Са²⁺ активирует сериновую эстеразу, вызывающую повышение клеточной подвижности благодаря изменениям в системе циклических нуклеотидов. Кроме того, сериновая эстера-за опосредованно активирует ядерную аденилатциклазу. Увеличе* ние в ядре концентрации цАМФ вызывает активацию киназ, специфически фосфорилирующих кислые негистоновые белки, peryv лирующие транскрипцию и синтез ДНК. Это приводит к синтезу РНК и ДНК, начинающегося на 3-й сутки и достигающего максимума на 4...6-е сутки.

Среди факторов, влияющих на активацию лимфоцитов, следуй
ет отметить следующие: f*

. антигены, к которым имеются специфические рецепторы щ лимфоцитах; популяцию таких лимфоцитов называют антигвян связывающими клетками;

антитела к иммуноглобулинам; сшивка поверхноспшх пшху-ноглобулинов В-клеток с бивалентными антителами к этим иммуноглобулинам;

интерлейкины IL-1, IL-2;

инсулин; он опосредованно, через активацию аденилатцикла*
зы, активирует лимфоцит!*.' ■

Ингибирующее влияние на лимфоциты оказывают следую
щие факторы: •■! ■ ■ ;

липиды; наибольшей ингибирующей способностью из липо-
протсидов обладают липопротеиды очень низкой плотности
(ЛОНП), обусловливающие разобщение между потоком ионов
Ca²f в клетку и котщедарацией образующихся при этом цикличес
ких нуклеот»щов; .{• IV

фрагменты компонентов системы комплемента СЗе,СЗс и C3d;
они юш1бируют проэшферацию Т^«леток и синтез антител в отает
на стимуляцию с помощью антигена. >

инсулин; он опосредованно, через активацию аденилатцикла*
зы, активирует лимфоцит!*.' ■

Ингибирующее влияние на лимфоциты оказывают следую
щие факторы: •■! ■ ■ ;

липиды; наибольшей ингибирующей способностью из липо-
протсидов обладают липопротеиды очень низкой плотности
(ЛОНП), обусловливающие разобщение между потоком ионов
Ca²f в клетку и котщедарацией образующихся при этом цикличес
ких нуклеот»щов; .{• IV

фрагменты компонентов системы комплемента СЗе,СЗс и C3d;
они юш1бируют проэшферацию Т^«леток и синтез антител в отает
на стимуляцию с помощью антигена.

Т и м у с н е з а в и с и м ы й антиген типа 1 (например, бак
териальный липополисахарид).
Т им у с н е з а в и с и м ы й антиген типа 2 (например, не
которые линейные антигены, имеющие часто повторяющуюся,
определенным образом организованную детерминанту, — полиме
ры D-аминокислот, поливонил-пирролидон, полисахарид пнев
мококков).

Эти антигены, длительно персистируя на поверхности специализированных макрофагов краевого лимфатического узла и селезенки, специфически связываются с иммуноглобулиновыми рецепторами В-клеток. Таким образом, оба тимуснезависимых ан* тигена способны непосредственно, т. е. без участия Т-клеток, стимулировать В-лймфоциты и вызывать преимущественно синтез IgM. Индуцируемый ими иммунный ответ практически не сопровождается формированием клеток памяти.

3. Тимусзависимый антиген. Многие антигены
относятся к группе тимусзависимых. В отсутствие Т-лимфоцитвв
эти антигены лишены иммуногенности — связавшись с В-кйеточ-
ным рецептором, они, подобно гаптенам, не способны активиро
вать В-клетку. Одна антигенная детерминанта тимусаавйсимого
антигена связывается с В*клеткой, а остальные —< с Т-хелпером,
активируя его. Т-хелперы должны распознавать детерминанты но
сителя на поверхности реагирующей В-клетки.

Антиген, связавшийся с поверхностными /gA-клетками, попа* дает в эндосомь* вместе с молекулами МНС класса II, а затем возвращается на поверхность А-клетки в процессированной форме. Он ассоциирован с молекулами МНС класса II и доступен для распознавания специфическими Т-хелпфами. Носитель процессируется в В-клетках, запрограммированных на' синтез антител к гаптену. После стимуляции Т-хелперйми, распознающими процессированный носитель, В-клеткам удается выполнить свою программу, т. е. начать производить антитела, реагирующие сгаптеном.

Механизм активации клеток. Связывание поверхностных рецепторов (IgM) В-клеток с антигеном или антителами к этим рецепторам вызывает совокупность последовательных реакций, аналогичных реакциям при активации Т-клеток (поступление в В-лим-фоцит ионов Са²^ и активация протеинкиназ) — это один механизм. Другой, имеющий важное значение для Т-зависимых антигенов, - это увеличение экспрессии поверхностных молекул MНС класса II уже на самых ранних этапах активации В-клеток. С молекулами МНС класса II и процессированным антигеном связывается Т-хелпер, который продуцирует факторы (например, BSF-1 — от англ. B-cell stimulatory factor), обусловливающие переход B-клеток в фазу G-1 клеточного цикла. Как и активированная Т-клетка, стимулированный В-лимфоцит приобретает многочисленные поверхностные рецепторы для ростовых факторов, выделяемых Т-хелперами, в этом состоянии он готов к пролиферации — основному процессу в следующей фазе иммунного ответа.

Первыми начинают делиться Т-хелперы, на поверхности которых экспрессируются высокоаффинные рецепторы к IL-2. Эти клетки продиферируют в ответ либо на собственный IL2 либо на IL-2, продуцируемый субпопуляцией Т-хелперов. Пролиферацию В-клеточного клона обеспечивают Т-клеточные растворимые факторы, в частности BSF-1 (фактор роста В-клеток, именуемый чаще интерлейкином-4), выделяемые активированным Т-клетками. Под влиянием других факторов (например, BCDF от англ. B-cell differentiation factor) происходит созревание клона В-лимфобластов и ускорение их преобразования в плазматические клетки с высоким уровнем секреции IgM. Другой дифференцировочный фактор BCDF (также синтезируется активированными Т-хелперами) переключает синтез с IgM на IgG и индуцирует те изменения, которые необходимы для обеспечения высокой скорости синтеза антител.

^ Активация Т-лимфоцитов. Для активации необходимо два сигнала. Роль первого сигнала может выполнять антиген (или митоген), связанный с молекулой М HG класса II на поверхности антигенпрезентирующей клетки. Тройное взаимодействие между антигеном, гликопротеином МНС и рецептором Т-лимфоцита генерирует сигнал, передаваемый через комплекс рецептора с молекулой CD-3 (это мембраносвязанный белковый комплекс, представляющий собой антигенспецифический Т-клеточный рецептор периферических Т-лимфоцитов), и одновременно обеспечивает воздействие на клетку высокой локальной концентрации IL-1 (второй сигнал), продуцируемого антигенпрезентирующей клеткой.

Активированные Т-клетки секретируют:

IL-2, стимулирующий деление клеток, имеющих рецептор к IL-2;

лимфокин BSF -1, активирующий В-клетки;

лимфокин BSF-2, стимулирующий клональную экспансию активированных В-лимфоцитов; лимфокин BCDF-фактор дифференцировки В-клеток, способствующий созреванию клеток с высокой скоростью секреции IgM;

лимфокин BCDF-фактор, вызывающий переключение с синтеза IgM на IgG и высокую скорость секреции последнего.

1 2 3 4 5 6 7 8

плохо

не очень плохо

средне

хорошо

отлично

Ваша оценка этого документа будет первой.

Ваша оценка:

	Роль иммунной системы в патогенезе рака молочной железы при комбинированном лечении 14. 03. 03 патологическая		V-й симпозиум с международным участием Физиология иммунной системы. Перспективные подходы к диагностике
	Вопросы для теоретической части экзамена по клинической иммунологии для студентов 4 курса медико-биологического Внутриутробный период развития иммунной системы. Особенности строения и функционирования иммунной...		6. Болезни сердечно-сосудистой системы, иммунной системы и системы крови Заболевания сердечно-сосудистой
	Остановить спид. Выполнить обещание вич-инфекция это тяжелое инфекционное заболевание, характеризующееся Вич-инфекция – это тяжелое инфекционное заболевание, характеризующееся поражением иммунной системы...		Панкратов О. В. Динамика некоторых показателей иммунной системы у беременных, больных сифилисом //
	Биохимия иммунной системы		Особенности иммунной системы у подростков
	Обобщенная модель искусственной иммунной системы		Летучие соединения в моче самцов мышей как индикаторы функционального состояния иммунной и репродуктивной

Физиология иммунной системы

2. ИНДУКЦИЯ И РЕГУЛЯЦИЯ ИММУННОГО ОТВЕТА

2.1. АНТИГЕНЫ

2.2. АКТИВАЦИЯ ЛИМФОЦИТОВ

Похожие: