Антигены и их характеристика. Факторы, определяющие иммуногенность С повышением полимерности белков повышается их иммуногенность
Специфичность - это способность антигена взаимодействовать со строго определенными антителами или антигенными рецепторами лимфоцитов.
При этом взаимодействие происходит не со всей поверхностью антигена, а только с ее небольшим участком, который получил название «антигенная детерминанта» или «эпитоп». Одна молекула антигена может иметь от нескольких единиц до нескольких сотен эпитопов разной специфичности. Количество эпитопов определяет валентность антигена. Например: яичный альбумин (М 42 000) имеет 5 эпитопов, т. е. 5-валентен, белок тиреоглобулин (М 680 000) - 40-валентен.
В молекулах белков эпитоп (антигенная детерминанта) образуется совокупностью аминокислотных остатков. Размер антигенной детерминанты белков может включать от 5 - 7 до 20 аминокислотных остатков. Эпитопы, которые распознаются антигенными рецепторами В- и Т-лимфоцитов, имеют свои особенности.
В-клеточные эпитопы конформационного типа (образованы аминокислотными остатками из различных частей белковой молекулы, но сближенные в пространственной конфигурации белковой глобулы) находятся на внешней поверхности антигена, образуя петли и выступы. Обычно число аминокислот или сахаров в эпитопе составляет от 6 до 8. Антигенраспознающие рецепторы В-клеток распознают нативную конформацию эпитопа, а не линейную последовательность аминокислотных остатков.
Т-клеточные эпитопы представляют собой линейную последовательность аминокислотных остатков, составляющих часть антигена, и включают большее число аминокислотных остатков по сравнению с В-клеточными. Для их распознавания не требуется сохранения пространственной конфигурации.
Иммуногенность - способность антигена вызывать иммунную защиту макроорганизма. Степень иммуногенности определяют следующие факторы:- Чужеродность . Для того чтобы вещество выступило в качестве иммуногена, оно должно быть распознано как «не свое». Чем более чужероден антиген, т. е. чем менее он сходен с собственными структурами организма, тем более сильный иммунный ответ он вызывает. Например, синтез антител к бычьему сывороточному альбумину легче вызвать у кролика, чем у козы. Кролики относятся к отряду зайцеобразных и отстоят в филогенетическом развитии дальше от козы и быка, принадлежащих к парнокопытным.
- Природа антигена . Наиболее сильными иммуногенами являются белки. Чистые полисахариды, нуклеиновые кислоты и липиды обладают слабыми иммуногенными свойствами. В то же время липополисахариды, гликопротеины, липопротеины способны в достаточной мере активировать иммунную систему.
- Молекулярная масса . При прочих равных условиях большая молекулярная масса антигена обеспечивает большую иммуногенность. Антигены считаются хорошими иммуногенами, если их молекулярная масса больше 10 кД. Чем больше молекулярная масса, тем больше мест связывания (эпитопов), что приводит к возрастанию интенсивности иммунного ответа.
- Растворимость . Корпускулярные антигены, связанные с клетками (эритроциты, бактерии), как правило, более иммуногенны. Растворимые антигены (сывороточный альбумин) также могут обладать высокой иммуногенностью, но они быстрее выводятся. Для увеличения времени их пребывания в организме, необходимого для развития эффективного иммунного ответа, применяют адъюванты (депонирующие вещества). Адъюванты - это вещества, которые используют для усиления иммунного ответа, например, вазелиновое масло, ланолин, гидроксид и фосфат алюминия, алюмокалиевые квасцы, хлористый кальций и др.
- Химическое строение антигена . Увеличение числа ароматических аминокислот в синтетических полипептидах увеличивает их иммуногенность. При равной молекулярной массе (около 70000) альбумин является более сильным антигеном, чем гемоглобин. В то же время белок коллаген, молекулярная масса которого в 5 раз больше, чем у альбумина, и составляет 330000, обладает значительно меньшей иммуногенностью по сравнению с альбумином, что, несомненно, связано с особенностями строения этих белков.
Наибольшей иммуногенностью обладают пептиды и полипептиды (белки) и их соединения с углеводами (гликопротеиды), липидами (липопротеиды), нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды).
Эти молекулы, сохраняют свою специфичность даже при небольших размерах (т.е. после процессинга сохраняется основа для образования Т-эпитопов).
Полисахариды, нуклеиновые кислоты и липиды обладают слабой иммуногенностью (могут быть гаптенами).
Гаптены - неполноценные антигены.
Это эпитопы (небольшие специфичные молекулы) без носителя.
Обладают специфичностью и чужеродностью
лишены иммуногенности (малая молекулярная масса) и неспособны самостоятельно индуцировать иммунный ответ (нет Т-эпитопов)
могут выступать в качестве В-эпитопов!!!
Способны связываться с преформированными (ранее синтезированными) антителами и рецепторами В-лимфоцитов.
При конъюгации с высокомолекулярным носителем (белком) образуют полноценный антиген.
Тест:
2. Функции эпитопа (антигенной детерминанты):
1. Определяет иммуногенность антигена.
2. Определяет специфичность антигена.
3. Определяет комплементарность антигена рецепторам лимфоцитов.
4. Определяет взаимодействие антигена с антителами.
5. Определяет взаимодействие антигена с антигенпредставляющими клетками.
Ответ:
1. Нет т.к. Эпитоп обладает только чужеродностью и специфичностью, а иммуногенностью обладает белок носитель.
2,4. Специфичность антигена определяется егоэпитопом и способностью избирательно реагировать со специфичными к нему антителами и антиген-распознающими молекулами Т и В- лимфоцитов.
3. Да т.к. комплементарность рецепторного аппарата иммунокомпетентных клеток(Т и B) к конкретной антигенной детерминанте(эпитопу)
4. да так как именно эпитоп обладает специфичностью тем самым определяя
БАКТЕРИОЛОГИЯ
3. Факторы, сочетание которых обеспечивает болезнетворность B. anthracis:
1. Капсула.
2. Ферменты инвазии.
3. Мономолекулярный токсин.
4. Поливалентный токсин.
5. Эндотоксин.
Сибирская язва bacillus antracis род bacillus семейство Bacillaciae отдела Firmicutes. Крупные прямые палочки, грамположитель-ные, факульт-анаэроб[стрептобацилы]. Единственный патогенный вид- сибирская язва, существуют также условно-патогенные виды. Бациллы существуют повсеместно.
Возбудитель сибирской язвы. Описывали Гиппократ, Гален, Виргилий. Читую культуру получил Кох, Пастер предложил вакцину (живую). Ценковский также предложил отечесвенную живую вакцину. Асколи разработал реакцию преципитации.
Типичный зооноз, особоопасн инф, плазмидо-зависимая болезетв, продукция сложн токси-на, черед вегет и спор фазынаиболее воспри-имчивы травоядные. Заболеваемость про-фессионального характера. Животные зара-жаются при поедании зараженных кормов, преобладают кишечная и септическая формы заболевания. Больные животные выделяют возбудителя с мочой и испражнениями. Болезнь прогрессирует быстро. Представля-ют опасность скотомогильники. Человек заражается при контакте с инфицированным материалом, либо при употреблении в пищу мяса больных животных. Споры очень устой-чивы в окружающей среде(эндоспоры). Палочки быстро погибают.
Морфология. Крупная неподвижная палочка с закругленными концами. При образовании цепочек концы обрублены под прямым углом. В клиническом материале парами или в виде цепочек. Грамположительна. У патогенных штаммов имеется капсула. Бактерия очень чувствительна к пеницилли-ну- образует протопласты.
Культуральные свойства. Хорошо растет на питательных средах, при посеве в жела-тин дает рост в виде перевернутой елочки. R-колонии напоминают голову медузы. Образу-ет споры в аэробных условиях, в живом организме спорообразования не происходит.
Антигенная структура: капсульные и соматические (иммунитет на них вырабаты-вается, но не защищает от заражения и заболевания). Токсин состоит из 3 субъеди-ниц(поливалентный): протективного антигена (рецепция), летального фактора (цитоткси-ческий эффект, отек легких; действие через митогенактивируемую киназу протеинкиназ), отечный фактор (отеки различных тканей). Синтез токсинов плазмидозависимый. По отдельности не вызывают токсического действия. Молекулы токсина иммуногенны.
Капсула защищает бактерию от фагоцитов (препятствует поглощению и антителозави-симой цитотоксичности).
Клинические проявления: инкубационный период- 2-6 суток.
Кожная форма: образование папулы, затем везикулы и образуется струп, черный как уголь- отсюда название. Дополнительно присоединяется отек.
Легочная форма: при ингаляции спор. Резкий подъем температуры, пневмония, отек лег-ких, сердечно-сосудистая недостаточность.
Желудочно-кишечная форма: поражение ЖКТ, общая интоксикация. Повышение температуры, рвота, диарея с кровью.
Диагностика: содержимое пустулы, гнойное отделяемое, кровь, моча, мокрота, испраж-нения и рвотные массы. Все образцы поме-щают в герметичные сосуды.
Выделение возбудителя: окраска по граму, посев на обычные питательные сре-ды,изучение подвижности, биохимии.
Серология: распознавание больных и рекон-валесцентов. РИФ.
Кожные пробы для ретроспективной диагно-стики.
Реакция термопреципитации по Асколи используется для оценки качества сырья и т.д.
Фаготипирование.
Биологическая проба. На мышах, кроликах. Исследуют состояние органов после забоя.
Лечение- антибиотикотерапия.
Профилактика: живая вакцина из некапсули-рованного штамма B.Anthracis или протек-тивными Аг, адсорбированными на Al(OH)3. наилучший эффект при использовании обеих вакцин.
Ветеринарно-санитарные меры (сжигание трупов и т.д.)
Санитарный надзор, эпидемиологический контроль.
Относится к особо опасным инфекциям.
Факторы, обусловливающие болезнетвор-ность сиьбиреязвенной палочки: капсула и поливалентный токсиню.
Положения, справедливые для нее: высокая инвазивность, плазмидозависимая болезне-творность, продукция сложного токсина, чередование вегетативной и споровой фаз.
ВИРУСОЛОГИЯ
4.Протективные антигены полиовирусов:
1.Типоспецифические антигены.
2. Групповой (видоспецифический) антиген.
3. Входят в состав суперкапсида.
4. Вызывают образование вируснейтрализующих антител.
5. Вызывают образование цитотоксических Т-лимфоцитов.
ПИКОРНАвирусы
Экзаменационный билет 76
ОБЩАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ
1.Экология как основа учения о болезнетворности микроорганизмов. Патогенные, условнопатогенные, непатогенные микроорганизмы. Понятие об особо опасных инфекциях. Сапронозы, антропонозы, зоонозы (примеры инфекций).
м/о распространены повсеместно. Они заселяют почву и воду, участвуя в круговороте в-в, уничтожая остатки погибших животных и растений, повышая плодородие почвы и поддерживая устойчивое равновесие в биосфере. Многие из них формируют нормальную м/о флору человека, животных и растений.
Патогенные м/о вызывают инфекционные Заболевания у здоровых. Условно-патогенные м\о, лишены болезнетворны свойств и не вызывают инфекционных Заболеваний у здорового человека, вызывают поражения после пассивного переноса во внутреннюю среду организма. Важные условия их развития – массивность инфицирования и нарастания сопротивляемости орг-ма. Непатогенные м\о- представители норм. м/о флоры орг-ма, не вызывающие развитие заболеваний, а часто и помогающие орг-му
Особо опасные инфекции (ООИ) - условная группа инфекционных заболеваний, представляющих исключительную эпидемическую опасность, характеризуются высокой вирулентностью и патогенностью. К ним относят чуму, холеру, сибирскую язву,натуральную оспу.
При антропонозных инфекциях единственным источником заражения является человек (ВИЧ-инфекция, сифилис). При зоонозных инфекциях основным источником заражения являются животные (бешенство, сибирская язва, бруцеллез). Возбудителями сапронозных инфекций являются сапрофиты, обитающие во внешней среде (легеонеллезы, листериоз).
ИММУНОЛОГИЯ
Базисные понятия иммунологии
Иммунитет-это совокупность реакций, направленных на сохранение клеточно-генетического гомеостаза,т.е. на очищение организма от генетически чужеродного материала.
Иммунная система- комплекс специализированных лимфоидных органов и диссеменированных клеток, мезенхимального происхождения, способные выполнять иммунологические функции.
6) в зависимости от уровня эвол. Развития
· врожденный
· приобретенный
7) от степени вовлечения в процесс им. Системы
· активный
· пассивный
8) От типа эффектора
· Гуморальный
· Клеточный
9) По локализации
· Местный
10) По наличию или отсутствию антигена в организме
· Стерильный
· Нестерильный
Иммунитет
| Признак | врожденный | приобретенный |
||
| 1. | Наиболее древний | Более молодой |
||
| 2. | ||||
| 3.принцип действия основан | ||||
| специфичность | Не зависит от реакции с АГ | |||
| приобретаемость | Существует до встречи с АГ | Не существует до встречи с АГ |
||
| Наличие индуктивной фазы | ||||
| Обладание памятью | ||||
| Эффекторы | клеточный | гуморальный | клеточный | гуморальный |
| Комплемент цитокины | Т лимф | Антитела | ||
Антигены
Антитела
2. Понятие «иммуногенез» отражает следующие процессы :
1.Антигензависимую дифференцировку лимфоцитов в периферической лимфоидной ткани 3. Образование антител. 4. Образование Т-эффекторов. 5. Образование клеток иммунологической памяти.
Индукция иммунного ответа(иммуногенез)- это АГ зависимая активация «наивных» лимфоцитов,которая завершается образованием эффекторов (клеток и молекул) приобретенного иммунитета и клеток памяти.
Индукция иммунного ответа- результат АГ-индуцированного взаимодействия иммунокомпетентных клеток.
В процессе индукции начинается специфическая фаза иммунного ответа. Развивается на территории периферической лимфоидной ткани.
Для ее развития должен поступить антиген(пусковой сигнал специфической актив.лимфоцитов) он может поступать в организм различными путями (кожа,слизистая,лимфа)
Клетки и молекулы, участвующие в индукции иммунного ответа:
I. Первые клетки – это антигенпредставляющие клетки (АПК)
Главные функции АПК:
Обработка Аг,
Транспорт АГ в зоны лимфоцитарных реакций,
Презентация Т- хелперам,
Костимуляция Т-лимфоцитов.
II. Т-лимфоциты (выполняют регуляторные функции + перенос информации с Аг на В-лимфоциты)
III. В-лимфоциты (получают информацию об Аг и поэтапно превращаются в плазма-тические клетки, которые продуцируют Ат).
БАКТЕРИОЛОГИЯ
3. Стафилококки, ближе всего соответствующие понятию «патогенные бактерии»:
1. S. aureus. 4. Коагулазопозитивные стафилококки.
Золотистый стафилококк. Отдел Firmicutes, сем-во Micrococceae, род Staphy-lococcus, вид St.aureus. коагулазоположите-лен, оксидаза«-» факульт-анаэроб, услов-патогенный, но соответс ближе к понят патогенный. Грамположителен, характерный внешний вид (от "гроздь винограда"). Выде-ляют 10 эковаров. Колонии окрашены в желт цв. Часто наблюдается бессимптомное носительство. Механизм инфицирования- перенос с участков колонизации на травми-рованную поверхность. Стафилококковые инфекции носят вторичный характер, проте-кают в виде гнойных патологий. Также обуславливает специфические интоксикации.
Галотолерантны, размнож-ся на 5-15%NaCI
Широко распространены, носительство. Госпитальные штаммы резистентны к анти-биотикам. Пиогенной инвазии кожи содей-ствуют:
[Тейхоевые кислоты (активация системы комплемента)]
Липаза (растворяет сальные пробки в устье волос мешочка)
Гиалуронидаза (внедрение в соединительную ткань)
Стафилокиназа (фибринолизин) разруш фибринов сгустки, переводя плазминоген в плазмин, это высвобождает инфициров микротромбы и распространяются с током крови они.
Плазмокоагулаза (антифагоцитарный фактор)
ДНК-аза(расщепл ДНК накапливающийся в гнойн содержимом, разжижение гноя)
Калогеназа – разруш колаген
Антифагоцитарные факторы:
Белок А (компонент клеточной стенки)- агглютиноген, связывает Fc- фрагмент IgG à подавляет опсонич активность ат.
Стафилолизины (мембранотоксины, гемоли-зины) (альфа(образует поры в мембр =>гибель кл), бета, гамма, дельта – лизируют эритр и не только их)
Плазмокоагулаза(определяет образов псев-докапсул путем способности индуцировать образов-е фибрина, свертывая плазму)
Лейкоцидин- нарушает водно-электролитный баланс в клетке с Ca2+ путем повышения проницаем мемб, так же лизис нейтроф
Специфические токсины: (вызыв интоксикац спецеф)
Эксфолиатины А(контрол-ся хромосмн генами) и В(плазмидн генами) – нарушение десмосом кожи, отслойка кожи- синдром ошпаренной кожи;
Токсин синдрома токсического шока-проникает путем трасцитоза чз мукозальный эпит, вызывает общ отравление [экзотоксин, стимулирует выделение ФНО,] его кодирует умеренный фаг, суперантиген
Энтеротоксины (их много) – тоже суперанти-гены. Термостабильны, устойчивы к проте-азам. Высок процент энтеротоксигенных штаммов. Для пищ отр характерна ток-синэмия, галотолеран стафилакок, широкое носительство золот стаф(+см выше)
Клинические проявления: внутрибольничные пневмонии, развитие метастатических поражений внутренних органов; инфекции опорно-двигательной системы; синдром ошпаренной кожи и ошпаренных младенцев; синдром токсического шока - высокая тем-пература, сыпь, снижение АД; пищевые отравления.
Диагностика:
Обнаружение коагулазы- разводят сыворотку человека в отношении ¼, вносят испытуемую культуру, термостатируют, результат не позднее 6 часов.
Определение лецитовителлазы- на желточно-солевом агаре зоны просветления.
Фаготипирование. Используется специаль-ный трафарет для нанесения фагов.
Определение белка А. Используют эритроци-ты, покрытые IgG. Если есть агглютинация, то проба положительна.
Биологические препараты: диагностические- набор стафилококковых фагов.
Лечебные: нативный стафилококковый анатоксин, вакцина, антифагин, антистафи-лококковая плазма, противостафилококковый иммуноглобулин, стафилококковый бакте-риофаг жидкий.
Профилактика: анатоксин стафилококковый.
Сапрофитический стафилококк. Колонизиру-ет эпителий половых органов, мочеиспуска-тельного канала. Вызывает циститы, дизури-ческие расстройства. Иногда пиелонефриты и эндокардиты. Коагулаза- отрицателен.
Эпидермальный стафилококк. Колонизирует кожу и поверхность слизистых. Заболевания вызывает у лиц с нарушенным иммунным статусом- эндокардит, заболевания мочевы-водящей системы. Коагулаза- отрицате-лен.облигатный компонент норм микрофл кожи
ВИРУСОЛОГИЯ
4. Положения, справедливые для полиовирусов:
1.Гематогенное распространение в ЦНС. 2. Возможность аксонального транспорта в ЦНС. 3. Фекально-оральный механизм заражения. 4. Возможность аэрогенного механизма заражения. 5. Длительное выде-ление с фекалиями.
ПИКОРНАвирусы
Таксономия.: семейство Picornaviridae, род Enterovims, вид Poliovirus.
Структура. По структуре полиовирусы - ти-пичные представители рода Enterovirus. РНК-содержащие вирусы.
Морфология: мелкие, просто организованные вирусы, сферической формы, состоят из одноцепочечной РНК и капсида.
Культивирование: Хорошо репродуцируются в первичных и перевариваемых культурах клеток из тканей человека и сопровождается цитопатическим эффектом. В культуре клеток под агаровым покрытием энтеровирусы образуют бляшки.
Антигенные свойства: Различают 3 серотипа внутри вида: 1, 2, 3, не вызывающие перекрестного иммунитета. Все серотипы патогенны дл человека.
Патогенез и клиника. Естественная воспри-имчивость человека к вирусам полиомиелита высокая. Входными воротами служат слизистые оболочки верхних дыхательных путей. Первичная репродукция вирусов происходит в лимфатических узлах глоточного кольца и тонкой кишки. Из лимфатической системы вирусы проникают в кровь, а затем в ЦНС, где избирательно поражают клетки передних рогов спинного мозга (двигательные нейроны). Инкубационный период продолжается в среднем 7-14 дней. Различают 3 клинические формы полиомиелита: паралитическую, менингеальную (без параличей), абортивную (легкая форма). Заболевание начинается с повышения температуры тела, общего недомогания, головных болей, рвоты, болей в горле.
Иммунитет. После перенесенной болезни остается пожизненный типоспецифический иммунитет. Иммунитет определяетс наличием вируснейтрализующих антител, среди которых важная роль принадлежит местным секреторным антителам слизистой оболочки глотки и кишечника (местный иммунитет). Пассивный естественный иммунитет сохраняется в течение 3-5 недель после рождения ребенка.
Микробиологическая диагностика. Материал для исследования - кал, отделяемое носоглотки, при летальных исходах - кусочки головного и спинного мозга, лимфатические узлы.
Вирусы полиомиелита выделяют путем заражения исследуемым материалом первичных и перевиваемых культур клеток. О репродукции вирусов судят по цитопатическому действию. Идентифицируют выделенный вирус с помощью типоспецифических сывороток в реакции нейтрализации в культуре клеток. Важное значение имеет внутривидовая дифференциация вирусов, ко-торая позволяет отличить патогенные штаммы от вакцинных штаммов, выделяющихся от людей, иммунизированных живой полиомиелитной вакциной. Различия между штаммами выявляют с помощью ИФА, реакции нейтрализации цитопатического действия вируса в культуре клеток со штаммоспецифической иммунной сывороткой, а также в ПЦР.
Серодиагностика основана на использовании парных сывороток больных с применением эталонных штаммов вируса в качестве диагностикума. Содержание сывороточных иммуноглобулинов классов IgG, IgA, IgM оп-ределяют методом радиальной иммунодиффузии по Манчини.
Лечение. Патогенетическое. Применение гомологичного иммуноглобулина для пре-дупреждения развития паралитических форм ограничено.
Профилактика. Основной мерой профилактики полиомиелита является иммунизация. Первая инактивированная вакцина(убитая вакц, факт иммун-а: сывороточные IgG-АТ) для профилактики – создавала общий гуморальный иммунитет, не формировала местной резистентности слизистых оболочек ЖКТ, не обеспечивала надежную защиту.
Пероральная живая культуральная вакцина из трех серотипов штаммов. Используют для массовой иммунизации детей, она создает стойкий общий и местный иммунитет(мукозальная вакцина, вакторы иммунит:секретор IgA-АТ и сывороточные IgG-АТ).
Неспецифическая профилактика сводится к санитарно-гигиеническим мероприятиям.
Признаки: икосаэдр(кубичес тип симметрии), +РНК(те ведет себя как мРНК), репликац в цитоплаз, цитолиз Кл-миш. Ферм-ты: протеазы, РНК-завРНК-пол. Энтеровирусы: вход ворота инф-и, зоны первич размнож, патоген знач вирусем, выс %бессимп инф, АГ-консерв, устойч-ть.Полиовирусы: род Enterovirus, сем Picornov-ae, длит нос-во, нейротропн-ть.Полиовирусы: гематог раср-ие в ЦНС, аксон тр-т в ЦНС, фек-ор зараж, аэроген зараж, длит выдел с фек, выс резист-ть.Протект АГ: типосп АГ, выз обр-е вируснейтр АТ. Полиомиел вакц: поливалентная, индуц типосппец гумор им-т, живая, убитая.
Экзаменационный билет 77
Патогенность и вирулентность. Болезнетворность микроорганизмов как потенциальный признак, значение макроорганизма в его реали-зации. Понятие об оппортунистических инфекциях. Госпитальные штаммы бактерий.
ИММУНОЛОГИЯ
Базисные понятия иммунологии
Иммунитет - это совокупность реакции, напраленных на сохранение генетического гомеостаза, т.е. на очищение организма от генетически чужеродного материала.
В процессе эволюции иммунная система- комплекс специал. Лимфоидных органов и дессиминированных клеток мезенхимального происхождения, пособных выполнять им.функции.
Назначение: защита организма от воздействия био агрессий.
В анатомическом плане разделены на:
Классификация видов иммунитета:
11) в зависимости от уровня эвол. Развития
· врожденный
· приобретенный
12) от степени вовлечения в процесс им. Системы
· активный
· пассивный
13) От типа эффектора
· Гуморальный
· Клеточный
14) По локализации
· Местный
15) По наличию или отсутствию антигена в организме
· Стерильный
· Нестерильный
Иммунитет
| Признак | врожденный | приобретенный |
||
| 1. | Наиболее древний | Более молодой |
||
| 2. | Срабатывает сразу после воздействия патогена | Через несколько дней или недель |
||
| 3.принцип действия основан | Узнавании типичных молекулярных структур общих патогенов | Существовании рецепторов высокоспецифичных к определенным областям патогенов |
||
| специфичность | Не зависит от реакции с АГ | |||
| приобретаемость | Существует до встречи с АГ | Не существует до встречи с АГ |
||
| Наличие индуктивной фазы | ||||
| Обладание памятью | ||||
| Зависимость от Т и В лимфоцитов | ||||
| Эффекторы | клеточный | гуморальный | клеточный | гуморальный |
| Фагоциты Базофилы Тучные клетки Естеств. киллеры | Комплемент цитокины | Т лимф | Антитела | |
Антигены -генетически чужеродные вещества, способные вызывать различные формы ИО.
Антитела -специфические эффекторы гуморального иммунитета
2. Положения, справедливые для антигеннезависимой дифференцировки лимфоцитов:
Антигены – это вещества, которые несут признаки генетически чужеродной информации и при введении в организм вызывают развитие специфических иммунологических реакций.
Антигенные вещества представляют собой высокомолекулярные соединения, обладающие определенными свойствами: чужеродностью, антигенностью, иммуногенностью, специфичностью и определенной молекулярной массой. Антигенами могут быть разнообразные вещества белковой природы, а также белки в соединении с липидами и полисахаридами. Антигенными свойствами обладают клетки животного и растительного происхождения, яды животного и растительного происхождения. Антигенными свойствами обладают вирусы, бактерии, микроскопические грибы, простейшие, экзо - и эндотоксины микроорганизмов. Все антигенные вещества имеют ряд общих свойств:
Антигенность – это способность антигена вызывать иммунный ответ . Степень иммунного ответа организма на различные антигены неодинакова, т. е. на каждый антиген вырабатывается неодинаковое количество антител.
Специфичность – это особенность строения веществ, по которой антигены отличаются друг от друга. Ее определяет антигенная детерминанта, т. е. небольшой участок молекулы антигена, который соединяется с выработанным на него антителом.
Иммуногенность - это способность создавать иммунитет. Это понятие относится, главным образом, к микробным антигенам, обеспечивающим создание иммунитета к инфекционным болезням. Антиген, чтобы быть иммуногенным, должен быть чужеродным и иметь достаточно большую молекулярную массу. С увеличением молекулярной массы иммуногенность нарастает. Корпускулярные антигены (бактерии, грибы, эритроциты) более иммуногены, чем растворимые. Среди растворимых антигенов наибольшей иммуногенность обладают высокомолекулярные соединения.
Антигены подразделяют на полноценные и неполноценные. Полноценные антигены вызывают в организме синтез антител или сенсибилизацию лимфоцитов и вступают с ними в реакцию как in vivo, так и in vitro. Для полноценных антигенов характерна строгая специфичность, т. е. они вызывают в организме выработку только специфических антител, вступающих в реакцию только с данным антигеном.
Неполноценные антигены (гаптены) представляют собой сложные углеводы, липиды и другие вещества, не способные вызвать образование антител в организме, но вступающие с ними в специфическую реакцию. Добавление к гаптенам небольшого количества белка придает им свойства полноценного антигена.
Аутоантигены – антигены, образованные из белков собственных тканей, изменивших свои физико-химические свойства под воздействием различных факторов (токсины и ферменты бактерий, лекарственные вещества, ожоги, обморожения, облучение). Такие, измененные белки становятся чужеродными для организма, и организм отвечает выработкой антител, т. е. возникают аутоиммунные заболевания.
Если рассматривать антигенные свойства микроорганизма, то можно отметить, что антигенный состав – это достаточно постоянная характеристика любого микроорганизма. В антигеном комплексе чаще всего встречаются общеродовые антигены (общие для представителей данного рода), группоспецифические (присущие определенной группе), видоспецифические (присущие всем особям данного вида), и штаммоспецифические.
По локализации антигены могут быть поверхностные (К-антигены – антигены клеточной стенки), соматические (О-антигены, локализованы во внутреннем слое клеточной стенки, термостабильны) и жгутиковые (Н-антигены, присутствуют у всех подвижных бактерий, термолабильны). Многие из них активно секретируются клеткой в окружающую среду. В тоже время, существуют гидрофобные антигены, прочно связанные с клеточной стенкой.
Кроме того, патогенные микроорганизмы способны выделять ряд экзотоксинов. Экзотоксины обладают свойствами полноценных антигенов с выраженной неоднородностью в пределах рода и вида. Споры бактериальной клетки также обладают антигенными свойствами: они содержат антиген, общий для вегетативной клетки и споры.
Патогенные микроорганизмы ведут постоянную борьбу с иммунной системой путем изменения структуры поверхностных антигенов. Изменения чаще всего появляются в результате точечных мутаций, в результате появляются варианты существующих антигенов.
Антитела
В процессе эволюции организмы выработали набор защитных приспособлений к патогенным микроорганизмам, включающие неспецифические механизмы, препятствующие проникновению патогенов, вещества неспецифически повреждающие их (лизоцим, комплемент), фагоцитоз и другие клеточные реакции. Вместе с тем, патогенные микроорганизмы тоже научились преодолевать неспецифические барьеры. Поэтому в процессе эволюции появились специфические гуморальные факторы защиты в виде антител и способность организма к выраженному специфическому иммунному ответу.
Антитела – белки, относящиеся к иммуноглобулинам, которые синтезируются лимфоидными и плазматическими клетками в ответ на попадание в организм антигена, обладающими способностью специфически связываться с ним. Антитела составляют более 30% белков сыворотки крови, обеспечивают специфичность гуморального иммунитета благодаря способности связываться только с тем антигеном, который стимулировал их синтез.
Первоначально антитела условно классифицировали по их функциональным свойствам на нейтрализующие, лизирующие и коагулирующие. К нейтрализующим были отнесены антитоксины, антиферменты и вируснейтрализующие лизины. К коагулирующим – агглютинины и преципитины; к лизирующим – гемолитические и комплементсвязывающие антитела. С учетом функциональной способности антител были даны названия серологическим реакциям: агглютинация, гемолиз, лизис, преципитация и др.
В соответствии с Международной классификацией сывороточные белки, несущие функцию антител, получили название иммуноглобулинов (Ig). В зависимости от физикохимических и биологических свойств различают иммуноглобулины классов IgM, IgG, IgA, IgE, IgD.
Иммуноглобулины – белки с четвертичной структурой, т. е. их молекулы построены из нескольких полипептидных цепей. Молекула каждого класса состоит из четырех полипептидных цепей – двух тяжелых и двух легких, связанных между собой дисульфидными мостиками. Легкие цепи – структура общая для всех классов иммуноглобулинов. Тяжелые цепи имеют характерные структурные особенности, присущие определенному классу, подклассу.
Антитела, входящие в определенные классы иммуноглобулинов, обладают различными физическими химическими, биологическими и антигенными свойствами.
Иммуноглобулины содержат три вида антигенных детерминант: изотипические (одинаковые для каждого представителя данного вида), аллотипические (детерминанты, различные у представителей данного вида) и идиотипические (детерминанты, определяющие индивидуальность данного иммуноглобулина и являющиеся различными у антител одного класса, подкласса). Все указанные антигенные различия определяются с помощью специфических сывороток.
Синтез и динамика образования антител
Антитела вырабатывают плазматические клетки селезенки, лимфатических узлов, костного мозга, пейеровых бляшек. Плазматические клетки (антителопродуценты) происходят из предшественников В-клеток после их контакта с антигеном. Механизм синтеза антител аналогичен синтезу любых белков и происходит на рибосомах. Легкие и тяжелые цепи синтезируются отдельно, затем соединяются на полирибосомах, а окончательная их сборка происходит в пластинчатом комплексе.
Динамика образования антител. При первичном иммунном ответе в антителообразовании различают две фазы: индуктивную (латентную) и продуктивную. Индуктивная фаза – это период от момента парентерального введения антигена до появления антигенреактивных клеток (продолжительность не более суток). В эту фазу происходит пролиферация и дифференцировка лимфоидных клеток в направлении синтеза IgM. Вслед за индуктивной фазой наступает продуктивная фаза антителообразования. В этот период, примерно до 10…15 суток уровень антител резко возрастает, при этом уменьшается число клеток, синтезирующих IgM, и нарастает продукция IgA.
Феномен взаимодействия антиген-антитело.
Знание механизмов взаимодействия антигенов и антител раскрывает сущность многообразных иммунологических процессов и реакций, возникающих в организме под влиянием патогенных и непатогенных факторов.
Реакция между антителом и антигеном протекает в две стадии:
Специфическая - непосредственное соединение активного центра антитела с антигенной детерминантой.
Неспецифическая – вторая стадия, когда, отличающийся плохой растворимостью иммунный комплекс выпадает в осадок. Эта стадия возможна в присутствии раствора электролита и визуально проявляется по разному, в зависимости от физического состояния антигена. Если антигены корпускулярные, то имеет место феномен агглютинации (склеивания различных частиц и клеток). Образующиеся конгломераты выпадают в осадок, при этом клетки морфологически не изменяются, теряя подвижность, они остаются живыми.
Для того чтобы спровоцировать иммунный ответ, антиген должен обладать свойством иммуногена, как об этом уже упоминалось. С другой стороны, организму (реципиенту) необходимо обладать способностью воспринимать сигнал и включать иммунные механизмы. Например, при анализе генетического контроля иммунного ответа выявлены линии мышей и морских свинок, одни из которых отвечают на определенный антиген, а другие остаются ареактивными к тому же антигену. Иными словами, антиген в качестве иммуногена проявляется тогда, когда иммунная система конкретного организма способна к адекватному ответу. Иммуногенность антигена определяется следующими свойствами: чужеродностью для организма, молекулярной массой, химическим строением.Чужеродность. Для того чтобы молекула выступила в качестве иммуногена, она должна быть распознана иммунной системой как «не своя». Это качество антигена кажется очевидным. При этом не все чужеродные молекулы способны вызвать иммунный ответ равной силы. Хорошо известно, что филогенетическая удаленность донора антигена от реципиента и выраженность иммунного ответа находятся в прямой зависимости.
Например, синтез антител к бычьему сывороточному альбумину легче вызвать у кролика, чем у козы. Кролики относятся к отряду зайцеобразных, а козы и быки включены в другой отряд - парнокопытных. В зависимости от особенностей антигена его иммуногенные свойства будут проявляться и на внутривидовом (индивидуальном) уровне. Получение антител к антигенам гистосовместимости или аллотипам иммуноглобулинов - обычный прием исследовательской работы. В то же время антитела к альбумину при внутривидовой иммунизации не образуются.
Изменение конформации собственных белков (например, при тепловой или химической денатурации) делает такие белки чужеродными для собственного организма, который реагирует на них синтезом антител. Развитие реакции к собственным, нативным антигенам известно при аутоиммунных заболеваниях. Однако такая патологическая реактивность связана с нарушениями в самой иммунной системе и не связана с какими-либо изменениями в аутоантигенах. Молекулярная масса. Экспериментаторам хорошо известна зависимость между размерами антигена и силой иммунного ответа.
Все корпускулярные антигены (бактерии, гетерологичные эритроциты) хорошие иммуногены. Для белковых антигенов иммунный ответ будет тем сильнее, чем больше его молекулярная масса. При всех прочих равных условиях большая молекулярная масса антигена обеспечивает большую иммуногенность. Вирус табачной мозаики - наиболее сильный иммуноген в отличие от рибонуклеазы - слабого иммуногена.
Химические особенности. Чужеродность и значительная молекулярная масса не являются достаточным условием для проявления иммуногенности антигена. Синтетический поли-Ь-лизин с высокой молекулярной массой не является иммуногеном. В то же время сополимеры, построенные из двух аминокислот и более, приобретают способность индуцировать иммунный ответ. Иммуногенность значительно усиливается, если в структуру сополимера включены ароматические аминокислоты. Так, например, сополимер двух аминокислот лизина и глутаминовой кислоты приобретает иммуногенность при минимальной молекулярной массе 30 - 40 кДа. Добавление в сополимер тирозина снижает минимальную молекулярную массу, достаточную для проявления иммуногенности, до 10 - 20 кДа.
При включении еще одной ароматической аминокислоты - фенилаланина иммуногенность сополимера проявляется при молекурной массе, равной всего 4 кДа. К этой же категории явлений относится увеличение иммуногенности очень слабого антигена желатины добавлением небольшого количества тирозина.
Еще одна особенность, связанная с химическим строением полимерных молекул: антиген распознается Т-хелперами на поверхности антигенпрезентирующей клетки, где он экспрессируется в иммуногенной форме после переработки гидролитическими ферментами. Если ферменты лизосом не способны деградировать макромолекулы, то они остаются неиммуногенными и слабоиммуногенными. Ферменты макрофагов разрушают белки, построенные из L-аминокислот, и остаются инертными к D-изомерам, что и является причиной крайне низкой иммуногенности синтетических полимеров, построенных из D-аминокислот.
Требования к организму
Наличие у антигенов перечисленных выше свойств (чужеродность, достаточная молекулярная масса, особенности химической структуры) не всегда является гарантом развития полноценного иммунного ответа.
Это зависит от иммунизируемого организма, его индивидуальной генетической характеристики - генотипа.
Различные инбредные линии мышей неодинаково отвечают на один и тот же антиген. Так, мыши, имеющие гаплотип главного комплекса гистосовместимости (МНС) Н-2Ь, развивают крайне слабый ответ на введение синтетического сополимера: полигистидин-полиглутаминовая кислота-полиаланин-полилизин [(H,G)-A-L]. При этом мыши с гаплотипом Н-2к характеризуются высоким ответом. В силе иммунного ответа на другой сополимер [(T,G)-A-L], который отличается от предыдущего всего на одну аминокислоту, отмечается реверсия: линия с гаплотипом Н-2Ь развивает сильный ответ, линия Н-2к - слабый. В основе столь тонкой дифференцировки антигена лежат различия по генам иммунного ответа (Ir-генам), локализованным в МНС.
План лекции:
1. Антигены: определение, строение, основные свойства.
2. Антигены микроорганизмов.
3. Антигены человека и животных.
4. Антитела: определение, основные функции, строение.
5. Классы иммуноглобулинов, их характеристика.
6. Динамика образования антител.
Антигены (от греч. anti - против, genos - создавать; термин предложил в 1899 г. Дойч ) - вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и при введении в организм вызывающие развитие специфических иммунологических реакций.
Основные функции антигенов:
Индуцируют иммунологический ответ (синтез антител и запуск реакций клеточного иммунитета).
Специфически взаимодействуют с образовавшимися антителами (in vivo и in vitro).
Обеспечивают иммунологическую память - способность организма отвечать на повторное введение антигена иммунологической реакцией, характеризующейся большей силой и более быстрым развитием.
Обуславливают развитие иммунологической толерантности - отсутствие иммунного ответа на конкретный антиген при сохранении спо-собности к иммунному ответу на другие антигены.
Строение антигенов:
Антигены состоят из 2 частей :
1. Высокомолекулярный носитель (шлеппер) - высокополимерный белок, определяющий антигенность и иммуногенность антигена.
2. Детерминантные группы (эпитопы) - поверхностные структуры антигена, комплементарные активному центру антител или рецептору Т-лимфоцита и определяющие специфичность антигена. На одном носителе может быть несколько разных эпитопов, состоящих из пептидов или липополисахаридов и располагающихся в разных частях молекулы антигена. Их разнообразие достигается за счет мозаики аминокислотных или липополисахаридных остатков, располагающихся на поверхности белка.
Количество детерминантных групп или эпитопов определяет валентность антигена .
Валентность антигена - количество одинаковых эпитопов на молекуле антигена, равное числу молекул антител, которые могут к ней присоединяться.
Основные свойства антигенов:
1. Иммуногенность - способность вызывать иммунитет, невосприимчивость к инфекции (применяется для характеристики инфекционных агентов).
2. Антигенность - способность вызывать образование специфических антител (частный вариант иммуногенности).
3. Специфичность - свойство, по которому антигены различаются между собой и определяющее способность избирательно реагировать со специфическими антителами или сенсибилизированными лимфоцитами.
Иммуногенность, антигенность и специфичность зависят от многих факторов.
Факторы, определяющие антигенность:
- Чужеродность (гетерогенность) - генетически обусловленное свойство антигенов одних видов животных отличаться от антигенов других видов животных (чем дальше друг от друга в фенотипическом отношении находятся животные, тем большей антигенностью по отношению друг к другу они обладают).
- Молекулярный вес должен быть не менее 10000 дальтон, с увеличением молекулярного веса антигенность возрастает.
- Химическая природа и химическая однородность: наибольшей антигенностью обладают белки, их комплексы с липидами (липопротеиды), с углеводами (гликопротеиды), с нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды), а также сложные полисахариды (при массе более 100000 D), липополисахариды; сами по себе нуклеиновые кислоты, липиды вследствие недостаточной жесткости структуры неиммуногенны.
- Жесткость структуры (помимо определенной химической природы антигены должны обладать определенной жесткостью структуры, например, денатурированные белки не обладают антигенностью).
- Растворимость (нерастворимые белки не могут находиться в коллоидной фазе и не вызывают развитие иммунных реакций).
Факторы, определяющие иммуногенность:
Свойства антигенов.
Способ введения антигена (перорально, внутрикожно, внутримышечно).
Доза антигена.
Интервал между введением.
Состояние иммунизированного макроорганизма.
Скорость разрушения антигена в организме и выведения его из организма.
Иммуногенность и антигенность могут не совпадать! Например, дизентерийная палочка обладает высокой антигенностью, но выраженного иммунитета против дизентерии не вырабатывается.
Факторы, определяющие специфичность:
Химическая природа антигенной детерминанты.
Строение антигенной детеминанты (вид и последовательность аминокислот в первичной полипептидной цепи).
Пространственная конфигурация антигенных детерминант.
Виды антигенов по строению:
1. Гаптены (неполноценные антигены) - это чистая детерминантная группа (имеют небольшую молекулярную массу, не распознаются иммунокомпетентными клетками, обладают только специфичностью, т.е. не способны вызывать образование антител, но вступают с ними в специфическую реакцию):
- простые - взаимодействуют с антителами в организме, но не способны реагировать с ними in vitro;
- сложные - взаимодействуют с антителами in vivo и in vitro.
2. Полноценные (конъюгированные) антигены - образуются при связывании гаптена с высокомолекулярным носителем, обладающим иммуногенностью.
3. Полугаптены - это неорганические радикалы (J - , Cr - , Br - , N +), связанные молекулами белка.
4. Проантигены - гаптены, способные присоединяться к белкам организма и сенсибилизировать их как аутоантигены.
5. Толерогены - антигены, способные подавлять иммунологические реакции с развитием специфической неспособности отвечать на них.
Виды антигенов по степени чужеродности:
1. Видовые антигены - антигены определенного вида организмов.
2. Групповые антигены (аллоантигены) - антигены, обусловливающие внутривидовые различия у особей одного вида, разделяющие их на группы (серогруппы у микроорганизмов, группы крови у человека).
3. Индивидуальные антигены (изоантигены) - антигены конкретного индивидуума.
4. Гетерогенные (перекрестнореагирующие, ксеноантигены) антигены - антигены, общие для организмов разных видов, далеко отстоящих друг от друга:
- антигенная мимикрия - длительное отсутствие иммунологической реакции на антигены из-за схожести с антигенами хозяина (микроорганизмы не распознаются как чужеродные);
- перекрестные реакции - образовавшиеся на антигены микроорганизмов антитела вступают в контакт с антигенами хозяина и могут вызывать иммунологический процесс (например: гемолитический стрептококк обладает перекрестнореагирующими антигенами с антигенами миокарда и почечных клубочков; вирус кори имеет перекрестнореагирующие антигены к белку миелину, поэтому иммунная реакция способствует демиелинизации нервных волокон и развитию рассеянного склероза).
Антигены микроорганизмов в зависимости от систематического положения:
1. Видоспецифические - антигены одного вида микроорганизмов.
2. Группоспецифические - антигены одной группы в пределах вида (подразделяют микроорганизмы на серогруппы ).
3. Типоспецифические - антигены одного типа (варианта) в пределах вида (подразделяют микроорганизмы на серовары/серотипы ).
