Імунна відповідь (иммуногенез) - студопедія
Розрізняють такі форми імунної відповіді: гуморальну імунну відповідь, клітинну імунну відповідь, імунологічна пам'ять і імунологічна толерантність.
Гуморальну імунну відповідь. Імунна відповідь у вигляді продукції специфічних антитіл (імуноглобулінів) відбувається наступним чином (Рис. 15).
Макрофаги фагоцитують проник в організм антиген, пере-варівают, переробляють (здійснюють процесинг), концентруються-ють його детермінантні групи і в з'єднанні з Ia-білком предс-тавляют на своїй поверхні (презентація) цю антигенну інфор-мацію Т-хелперів і В- лімфоцитів. Ia-білок утворюється в макрофіт-ге, освіту його кодується Ir-геном, який таким чином регулює імунну відповідь. При цьому макрофаги виділяють інтерлейкіни (монокіни), що стимулюють Т-лімфоцити, і, в свою чергу, Т-хелпери продукують інтерлейкіни (лімфокіни), що стимулюють проліферацію (розмноження) і диференціацію В-лімфоцитів і прев-рощення їх в плазматичні клітини, продукують антитіла про-тив даного антигену. Процес цей регулюється Т-лімфоцит-суп-ресорами, які гальмують його. Таким чином, гуморальний їм-мунний відповідь формується при трехклеточной кооперації, тобто
за участю макрофагів, В-лімфоцитів, Т-лімфоцитів. деякі
антигени, які мають високополімерних будова, здатні викликати
утворення антитіл без участі Т-хелперів. Такі антигени називаються вають тімуснезавісімих, наприклад, ліпополісахариди грамотрица-них бактерій.
Захисна роль гуморального імунітету здійснюється таким чином, що антитіла, специфічні до даних бактеріям, з'єднати-ються з ними, готують їх, роблять чутливими до лізису за участю комплементу, до знешкодження фагоцитами. Для неко-торих патогенних бактерій, які володіють антіфагоцітарной ак-тивностью, наприклад, стафілококи, бруцели, збудники тубер-кулеза, фагоцитоз буває завершеним тільки за участю специфи-чеських антитіл - опсонінов. Що стосується антитоксинів, то їх за-Щитно роль полягає в безпосередньому з'єднанні з токсину-ми і нейтралізації їх.
Антитіла беруть участь також в реакціях гіперчутливості негайного типу (ГЧНТ).
Пасивна передача гуморального імунітету можлива з по-міццю сироватки крові, оскільки антитіла (імуноглобуліни) цир-кулір в крові.
Клітинну імунну відповідь формується при взаємодії макрофагів і Т-лімфоцитів. Макрофаги передають антигенну інфор-мацію Т-лімфоцитам. Інтерлейкіни (монокіни), що виділяються макрофіт-гами, стимулюють Т-хелпери, ті, в свою чергу, виділяють інтер-Лейкін (лімфокіни), що стимулюють диференціацію і проліферацію Т-лімфоцитів і перетворення їх в імунні лімфоцити: Т-ефектори (Ті) і Т-кілери (Тк). Надалі Ті беруть участь в реакціях ги-перчувствітельності уповільненої типу, а Тк - в знищенні чу-жеродних клітин ( "клітин-мішеней").
Клітинний імунітет лежить в основі запальних процес-сов, протипухлинного, противірусного, трансплантаційного імунітету.
Пасивна передача клітинного імунітету не провадиться за допомогою сироватки крові. В експерименті можлива передача за допомогою імунних лімфоцитів, в клініці - за допомогою Інтерлейк-нів.
Імунологічна пам'ять. При формуванні імунної відповіді частину В- і Т-лімфоцитів, отримавши антигенну інформацію, не разм-ножа. Такі довгоживучі клітини пам'яті, які зберегли свою
специфічність, забезпечують більш швидкий і сильний вторинний
імунну відповідь при повторному введенні антигену.
Імунологічна толерантність - специфічна відказали-ність на певний антиген. Це явище, зворотне імунної відповіді. Завдяки вродженої імунологічної толерантності їм-мунная система в нормі не реагує на антигени власного ор-ганизма. Придбану толерантність можна створити штучно.
Явище імунологічної толерантності використовується при трансплантації і при аутоімунних захворюваннях.
Антитіла (імуноглобуліни) - білки плазми крові, які утворюються в організмі під впливом антигенів. Основним свойс-твом антитіл є специфічність, тобто здатність соеди-тися з тим антигеном, який викликав їх освіту. Специфічний-ність антитіл обумовлена активними центрами, тобто ділянками молекули імуноглобуліну, які з'єднуються з детермінантності групами антигену. Число активних центрів називають валентністю антитіл.
Антитіла містяться в рідкої частини крові і в інших рідин-тях організму. Сироватку, яка містить антитіла, називають імунної-ної, на відміну від нормальної, яка не містить специфічних анти-тел.
Хімічна природа антитіл. Це глікопротеїди. Складаються з двох важких поліпептидних ланцюгів - Н-ланцюгів (англ. Heavy - важки-лий) з молекулярною масою 60 кД кожна і двох легких ланцюгів - L-ланцюгів (англ. Light - легкий) з молекулярною масою 20 кД кожна. Ланцюги пов'язані дисульфідними містками (Рис. 16). Як в лег-ких, так і в важких ланцюгах є вариабельная V-область з не-постійної послідовністю амінокислот, і константная С-область. Амінокислоти в поліпептидних ланцюгах спрямовані таким обра-зом, що їх NH2 -концевие групи розташовані в вариабельной годину-ти, а СООН-кінцеві групи - в константної.
При обробці протеолітичних ферментом папаїном молекула імуноглобуліну розпадається на Fab-фрагменти (англ. Fragment an-tigen binding - фрагмент, що зв'язує антиген) і Fc-фрагмент (англ. Fragment cristalline - кристалізується фрагмент). До складу Fab-фрагмента входить цілком легка ланцюг і частина важкої
ланцюги, кінцеві їх частини становлять активний центр. В склад
Fc-фрагмента входять залишки двох важких ланцюгів.
Активний центр молекули імуноглобуліну по конфігурації з-відповідає конфігурації детерминантной групі антигену. Він дуже малий, займає лише 2% поверхні антитіла. Описана мо-номерна молекула імуноглобуліну має два активних центру, тобто може зв'язати дві молекули антигену.
Будучи білками, антитіла (імуноглобуліни) мають анти-генної, видовий специфічністю. Детермінантності група, визначаються-ющая специфічність, розташована в області Fc-фрагмента. Наявність антигенної специфічності імуноглобулінів має практичне значення, так як дозволяє виявити їх за допомогою антіглобулі-нових сироваток.
Розрізняють п'ять класів імуноглобулінів, які позначили-ються IgG, IgM, IgA, IgD, IgE і відрізняються між собою по фізкабінет-ко-хімічними властивостями і біологічним функціям (Рис. 17).
І м м у зв про р л про б у л і н и к л а с з а G (I g G)
є мономерами, тобто складаються з двох легких і двох важки-лих ланцюгів, молекулярна маса 160 кБ, константа седиментації (швидкість осадження в центрифузі) 7S. Складають основну масу сироваткових імуноглобулінів (70-80%). Єдині з усіх класів проникають через плаценту і грають важливу роль в захисті новонародженого від інфекції.
І м м у зв про р л про б у л і н и к л а с з а М (I g M)
І м м у зв про р л про б у л і н и к л а с з а А (I g А)
синтезуються в селезінці, лімфовузлах і підслизовому шарі нку-них шляхів і кишкового тракту. За фізико-хімічними властивостями неоднакові і можуть мати константи седиментації 7, 9, 11 і 18S. Частина IgA потрапляє в кров - це сироваткові IgA. Більша ж частина IgA- це секреторні SIgA, у яких два або три мономера з'єднані між собою секреторне фрагментом, що захищає имму-ноглобулін від руйнування ферментами. Секреторні SIgA проникають на поверхню слизових оболонок, містяться в секретах і гра-ють важливу роль у захисті організму від проникнення збудників, наприклад, вірусів грипу, поліомієліту.
І м м у зв про р л про б у л і н и к л а с з а D (I g D)
- молекулярна маса 180 кБ, константа седиментації 7S. Утримуючи-ня в сироватці крові близько 0,2%. Роль IgD поки невідома.
І м м у зв про р л про б у л і н и к л а с з а Е (I g Е)
- молекулярна маса 200 кБ, константа седиментації 8S, содер-жатся в нормальній сироватці крові в невеликих кількостях (0,002%). Їх називають також реагинами, оскільки вони здатні приєднуватися до клітин (цітофільни) і беруть участь в ре-акції анафілаксії.
Ф о р м а й р о з м е р и і м м у зв про р л про б у -
л і н о в G і М були вивчені в електронному мікроскопі. IgG мають форму витягнутих еліпсів з тупими кінцями, а IgM - форму павучка з п'ятьма ніжками.
Динаміка утворення антитіл (Рис. 18. Синтез антитіл що протікають в дві фази. Перша - індуктивна, яка триває 3-5 су-ток від моменту введення антигену до появи антитіл в крові. Друга - продуктивна, коли антитіла з'являються в крові, коли -чество їх наростає до 15-30 діб і потім знижується. Імунна відповідь після першого введення антигену називають первинним. Осо-бенностью його є те, що спочатку синтезуються IgM, потім IgG.
Вторинна імунна відповідь розвивається при повторному введенні того ж антигену і відрізняється від первинного наступними особ-ності: індуктивна фаза коротше (1-2 діб), рівень антитіл наростає швидше, досягає більш високих значень і зберігає-ся довше, повільно знижуючись протягом декількох років . При вто-ковий імунній відповіді з самого початку утворюються IgG. Більш швидка і сильна вироблення антитіл при вторинному імунному відпові-ті пояснюється тим, що після первинного введення в організмі залишаються "клітини пам'яті", які при вторинному введенні того ж антигену швидко розмножуються і інтенсивно включають процес обра-тання антитіл.
У практичній медицині враховуються особливості динаміки антитілоутворення:
1) при складанні раціональних графіків вакцинації з визна-ленними інтервалами;
2) при екстреної профілактики правця людям, травмованим, якщо вони були раніше щеплені правцевим анатоксином, вводять не антитоксичну сироватку, яка може дати нежела-
тільні алергічні реакції, а анатоксин, - у розрахунку на шви-рий і сильну імунну відповідь;
3) при серологічної діагностиці диференціюють первинне захворювання на висипний тиф від рецидиву (хвороби Брилля) за наявністю в крові хворого IgM.
Види антитіл. Прийнято розрізняти повні і неповні антитіла. П про л зв и е антитіла мають не менше двох активних центрів, по-цьому при постановці реакції аглютинації, преципітації та інших реакцій імунітету він обумовлюють видимий ефект. Н е п о л - н и е антитіла здатні з'єднуватися з антигеном, але видимої ре-акції аглютинації або преципітації не спостерігається. Причина в тому, що неповні антитіла мають тільки один активний центр, здатний з'єднуватися з антигеном (другий блокований). Неповними є антитіла до резус-антигену еритроцитів. При багатьох ін-фекции вони з'являються поряд з повними антитілами. Для виявле-ня неповних антитіл використовують реакцію Кумбса.
За характером дії антитіла поділяють на антимікробні, антитоксичні, вируснейтрализующие, гемолізини, аутоантитіла і ін. Антимікробні антитіла викликають аглютинацію бактерій або преципитацию антигенів, витягнутих з них, лізис бактерій за участю комплементу, посилення фагоцитозу - опсонізації; антиструм-сіни нейтралізують токсини; вируснейтрализующие антитіла оказива-ють противірусну дію. Аутоантитіла виробляються орга-нізм проти власних білків і клітин при зміні їх хі-чеський структури або при звільненні антигенів з зруйнувалися органів і тканин, або при втраті природної імунологічної толерантності до якихось власних антигенів.
Моноклональні антитіла. При введенні антигену в імунну відповідь втягується безліч лімфоцитів. Вони можуть різнитися між собою по специфічності, розбіжності ці можуть бути зовсім незначними. Однак при імунізації навіть таким антигеном, який містить одну детермінантності групу, утворюються антіте-ла, що розрізняються по своїй специфічності.
Для отримання антитіл однієї специфічності необхідно напів-чить потомство-клон (грец. Klon - син, гілка) з одного лим-фоцітов. Але лімфоцити в штучному живильному середовищі не разм-ножа. Тільки ракові клітини можуть необмежено культивується-тися in vitro.
Завдання отримання культури клітин, отриманих з одного лім
фоцітов і здатних розмножуватися в живильному середовищі, вирішили Г.
Келер і К. Мільштейн (1975 року Нобелівську премію, 1984 г.). Ав-тори розробили методику отримання гібридом від злиття лімфоцит-тов імунізованих тварин з мієломний клітинами. Злиття здійснюється за допомогою поліетиленгліколю або електричного розряду. Отримані гібридоми успадковують від лимфоцита здатність синтезувати специфічне антитіло, а від мієломної клітини здатність нескінченно розмножуватися в живильному середовищі in vitro. Синтезовані Гібридоми антитіла можуть бути отримані в неогр-ніченний кількості. Антитіла ідентичні і по специфічності, і за класом імуноглобулінів. Таким чином, отриманий in vitro пре-Параті може служити ідеальним по специфічності засобом для ді-агностики та лікування (Рис. 19).