Тема 9. Иммунология.

Медицинская микробиология, вирусология и иммунология Честнова Т.В. — 2008г

9.1. Понятие об иммунитете. Виды иммунитета. Неспецифические факторы защиты.
9.2. Центральные и периферические органы иммунной системы. Клетки иммунной системы. Формы иммунного ответа
9.3. Комплемент, его структура, функции, пути активации. Роль в иммунитете
9.4. Антигены, их свойства и типы. Антигены микроорганизмов..
9.5. Антитела и антителообразование. Структура иммуноглобулинов. Классы иммуноглобулинов и их свойства
9.6. Серологические реакции и их применение
9.7. Иммунодефицитные состояния. Аллергические реакции. Иммунологическая память. Иммунологическая толерантность. Аутоиммунные процессы
9.8. Иммунопрофилактика, иммунотерапия

9.1. Понятие об иммунитете. Виды иммунитета. Неспецифические факторы защиты.

Иммунология – это наука, предметом изучения которой является иммунитет.

Инфекционная иммунология изучает закономерности иммунной системы по отношению к микробным агентам, специфические механизмы противомикробной защиты.

Под иммунитетом понимают совокупность биологических явлений, направленных на сохранение постоянства внутренней среды и защиту организма от инфекционных и других генетически чужеродных для него агентов.

Иммунитет может быть инфекционным, противоопухолевым, трансплантационным. Иммунитет обеспечивается работой иммунной системы, в основе его лежат специфические механизмы.

Виды инфекционного иммунитета:

• антибактериальный,
• антитоксический,
• противовирусный,
• противогрибковый,
• антипротозойный.

Инфекционный иммунитет может быть стерильным (возбудителя в организме нет, а устойчивость к нему есть); нестерильный (возбудитель находится в организме).

Различают иммунитет

• врожденный и приобретенный,
• активный и пассивный,
• видовой и индивидуальный.

Врожденный иммунитет к инфекционным заболеваниям имеется с рождения. Может быть видовым и индивидуальным.

Видовой иммунитет – невосприимчивость одного вида животных или человека к микроорганизмам, вызывающим заболевания у других видов. Он генетически детерминирован у человека как биологического вида, т.е. человек не болеет зоонозными заболеваниями. Видовой иммунитет всегда активный.

Индивидуальный врожденный иммунитет пассивный, так как обеспечивается передачей иммуноглобулинов плоду от матери через плаценту. Таким образом, новорожденный защищен от инфекций, которыми переболела мать.

Приобретенным иммунитетом называют такую невосприимчивость организма человека к инфекционным агентам, которая формируется в процессе его индивидуального развития и характеризуется строгой специфичностью. Он всегда индивидуальный. Он может быть естественным и искусственным.

Естественный иммунитет может быть активным и пассивным. Активный формируется послеперенесенной инфекции; постинфекционный иммунитет может сохраняться в течение длительного времени, иногда в течение всей жизни. Пассивный – ребенку с молоком матери передаются иммуноглобулины класса А и I.

Искусственный иммунитет можно создавать активно и пассивно. Активный формируется введением антигенных препаратов, вакцин, анатоксинов. Пассивный иммунитет формируется введением готовых сывороток и иммуноглобулинов, т.е. готовых антител.

Создание иммунитета лежит в основе специфической иммунопрофилактики инфекционных заболеваний.

К неспецифическим факторам противоинфекционной защиты относятся:

• кожа и слизистые оболочки;
• лимфатические узлы;
• лизоцим и другие ферменты полости рта и ЖКТ;
• нормальная микрофлора;
• воспаление;
• фагоцитирующие клетки;
• естественные киллеры;
• система комплемента;
• интерфероны.

Неповрежденная кожа и слизистые оболочки являются барьером, препятствующим проникновению микроорганизмов внутрь организма. В результате слущивания эпидермиса удаляются многие транзиторные микроорганизмы. Бактерицидными свойствами обладает секрет потовых и сальных желез. При наличии травм, ожогов кожа формирует входные ворота для инфекции.

Секреты, выделяемые слизистыми оболочками, слюнными и пищеварительными железами, слезы смывают микроорганизмы с поверхности слизистых, оказывают бактерицидное действие.

Лизоцим – белок, содержащийся в тканевых жидкостях, плазме, сыворотке крови, лейкоцитах, материнском молоке. Он вызывает лизис бактерий, неактивен в отношении вирусов.

Представители нормальной микрофлоры могут выступать в качестве антагонистов патогенных микроорганизмов, препятствуя их внедрению и размножению.

Воспаление – защитная функция организма. Оно ограничивает очаг инфекции на месте входных ворот. Ведущим звеном в развитии воспаления является фагоцитоз.

Завершенный фагоцитоз – защитная функция организма. Различают следующие стадии фагоцитоза:

• аттракцию;
• адгезию;
• эндоцитоз;
• киллинг;
• элиминацию.

Если отсутствуют последние две стадии, то это незавершенный фагоцитоз. При этом процесс теряет защитную функцию, бактерии внутри макрофагов разносятся по организму.

Естественные киллеры – популяция клеток, обладающая естественной цитотоксичностью по отношению к клеткам-мишеням. Морфологически представляют собой большие гранулосодержащие лимфоциты. Являются клетками с эффекторной противоопухолевой, противовирусной и противопаразитарной активностью.

Комплемент – это система неспецифических белков сыворотки крови, состоящая из девяти фракций. Активация одной фракции активирует последующую фракцию. Обладает бактерицидным действием, так как имеет сродство с поверхностными структурами бактериальной клетки и совместно с лизоцимом может вызывать цитолиз.

Интерфероны – белки, обладающие противовирусным, противоопухолевым, иммуномодулирующим действием. Интерферон действует посредством регуляции синтеза нуклеиновых кислот и белков, активируя синтез ферментов и ингибиторов, блокирующих трансляцию вирусных и РНК. Как правило, он не спасает клетку, уже пораженную вирусом, но предохраняет соседние клетки от вирусной инфекции.

9.2. Центральные и периферические органы иммунной системы. Клетки иммунной системы. Формы иммунного ответа.

Органы иммунной системы делят на:

• первичные (центральные) – вилочковая железа, костный мозг – являются местами дифференцировки популяций лимфоцитов;
• вторичные (периферические) – селезенка, лимфатические узлы, миндалины, ассоциированная с кишечником и бронхами лимфоидная ткань заселяются В- и Т-лимфоцитами из центральных органов иммунной системы. После контакта с антигеном в этих органах лимфоциты включаются в рециркуляцию.

Вилочковая железа (тимус) играет ведущую роль в регуляции популяции Т-лимфоцитов. Тимус поставляет лимфоциты, в которых для роста и развития лимфоидных органов и клеточных популяций в различных тканях нуждается эмбртон.

Дифференцируясь, лимфоциты благодаря освобождению гуморальных веществ получают антигенные маркеры.

Корковый слой густо заполнен лимфоцитами, на которые воздействуют тимические факторы. В мозговом слое находятся зрелые Т-лимфоциты, покидающие вилочковую железу и включающиеся в циркуляцию в качестве Т-хелперов, Т-киллеров, Т-супрессоров.

Костный мозг поставляет клетки-предшественники для различных популяций лимфоцитов и макрофагов, в нем протекают специфические иммунные реакции. Он служит основным источником сывороточных иммуноглобулинов.

Селезенка заселяется лимфоцитами в позднем эмбриональном периоде после рождения. В белой пульпе имеются тимусзависимые и тимуснезависимые зоны, которые заселяются Т- и В-лимфоцитами. Попадающие в организм антигены индуцируют образование лимфобластов в тимусзависимой зоне селезенки, а в тимуснезависимой зоне отмечаются пролиферация лимфоцитов и образование плазматических клеток.

Лимфоциты поступают в лимфатические узлы по афферентным лимфатическим сосудам. Перемещение лимфоцитов между тканями, кровеносным руслом и лимфоузлами позволяет антиген-чувствительным клеткам обнаруживать антиген и скапливаться в тех местах, где происходит иммунная реакция, а распространение по организму клеток памяти и их потомков позволяет лимфоидной системе организовать генерализованный иммунный ответ.

Лимфатические фолликулы пищеварительного тракта и дыхательной системы служат главными входными воротами для антигенов. В этих органах наблюдается тесная связь между лимфоидными клетками и эндотелием, как и в центральных органах иммунной системы.

Клетки иммунной системы. Иммунокомпетентными клетками организма человека являются Т- и В-лимфоциты.

Т-лимфоциты возникают в эмбриональном тимусе. В постэмбриональном периоде после созревания Т-лимфоциты расселяются в Т-зонах периферической лимфоидной ткани. После стимуляции (активации) определенным антигеном Т-лимфоциты преобразовываются в большие трансформированные Т-лимфоциты, из которых затем возникает исполнительное звено Т-клеток. Т клетки участвуют в:

• клеточном иммунитете;
• регулировании активности В-клеток;
• гиперчувствительности замедленного четвертого типа.

Различают следующие субпопуляции Т-лимфоцитов:

• Т-хелперы – запрограммированы индуцировать размножение и дифференцировку клеток других типов. Они индуцируют секрецию антител В-лимфоцитами и стимулируют моноциты, тучные клетки и предшественники Т-киллеров к участию в клеточных иммунных реакциях. Это субпопуляция активируется антигенами, ассоциируемыми с продуктами генов МНС класса II- молекулами класса II, представленными преимущественно на поверхности В-клеток и макрофагов;
• супрессорные Т-клетки генетически запрограммированы для супрессорной активности, отвечают преимущественно на продукты геномов МНС класса I. Они связывают антиген и секретируют факторы, инактивирующие Т-хелперы;
• Т-киллеры. Узнают антиген в комплексе с собственными МНС-молекулами класса I. Они секретируют цитотоксические лимфокины.

Основная функция В-лимфоцитов заключается в том, что в ответ на антиген они способны размножаться и дифференцироваться в плазматические клетки, продуцирующие антитела.

В-лимфоциты разделяют на две субпопуляции: В1 и В2.

• В1-лимфоциты проходят первичную дифференцировку в пейеровых бляшках, затем обнаруживаются на поверхности серозных полостей. В ходе гуморального иммунного ответа способны превращаться в плазмоциты, которые синтезируют только IgM. Для их превращения не всегда нужны Т-хелперы.
• В2 – лимфоциты проходят дифференцировку в костном мозге, затем в красной пульпе селезенки и лимфоузлах. Их превращение в плазмоциты идет с участием Т-хелперов. Такие плазмоциты способны синтезировать все классы Ig человека.

В-клетки памяти – это долгоживущие В-лимфоциты, произошедшие из зрелых В-клеток в результате стимуляции антигеном при участии Т-лимфоцитов. При повторной стимуляции антигеном эти клетки активируются гораздо легче, чем исходные В-клетки. Они обеспечивают (при участии Т-клеток) быстрый синтез большого количества антител при повторном проникновении антигена в организм.

Макрофаги отличаются от лимфоцитов, но также играют важную роль в иммунном ответе. Они могут быть:

• антигенобрабатывающими клетками при возникновении ответа;
• фагоцитами в виде исполнительного звена.

Формы иммунного ответа. Иммунный ответ – это цепь последовательных сложных кооперативных процессов, идущих в иммунной системе в ответ на действие антигена в организме.

Различают:

• первичный иммунный ответ (возникает при первой встрече с антигеном);
• вторичный иммунный ответ (возникает при повторной встрече с антигеном);

Любой иммунный ответ состоит из двух фаз:

• индуктивной; представление и распознавание антигена. Возникает сложная кооперация клеток с последующей пролиферацией и дифференцировкой;
• продуктивной; обнаруживаются продукты иммунного ответа.

При первичном иммунном ответе индуктивная фаза может длиться неделю, при вторичном – до 3 дней за счет клеток памяти.

В иммунном ответе антигены, попавшие в организм, взаимодействуют с антигенпредставляющими клетками (макрофагами), которые экспрессируют антигенные детерминанты на поверхности клетки и доставляют информацию об антигене в периферические органы иммунной системы, где происходит стимуляция Т-хелперов.

Далее иммунный ответ возможен в виде одного из трех вариантов:

• клеточный иммунный ответ;
• гуморальный иммунный ответ;
• иммунологическая толерантность.

Клеточный иммунный ответ – это функция Т-лимфоцитов. Происходит образование эффекторных клеток – Т-киллеров, способных уничтожать клетки, имеющие антигенную структуру путем прямой цитотоксичности и путем синтеза лимфокинов, которые участвуют в процессах взаимодействия клеток (макрофагов, Т-клеток, В-клеток) при иммунном ответе. В регуляции иммунного ответа участвуют два подтипа Т-клеток: Т-хелперы-усиливают иммунный ответ; Т-супрессоры оказывают противоположное влияние.

Гуморальный иммунитет – это функция В-клеток. Т-хелперы, получившие антигенную информацию, передают ее В-лимфоцитам. В-лимфоциты формируют клон антителопродуцирующих клеток. При этом происходит преобразование В-клеток в плазматические клетки, секретирующие иммуноглобулины (антитела), которые имеют специфическую активность против внедрившегося антигена.

Образующиеся антитела вступают во взаимодействие с антигеном с образованием комплекса АГ-АТ, который запускает в действие неспецифические механизмы защитной реакции. Эти комплексы активируют систему комплемента. Взаимодействие комплекса АГ-АТ с тучными клетками приводит к дегрануляции и выделению медиаторов воспаления – гистамина и серотонина.

При низкой дозе антигена развивается иммунологическая толерантность. При этом антиген распознается, но в результате этого не происходит ни продукции клеток, ни развития гуморального иммунного ответа.

Иммунный ответ характеризуется:

• специфичностью (реактивность направлена только на определенный агент, который называется антигеном);
• потенцированием (способностью производить усиленный ответ при постоянном поступлении в организм одного и того же антигена);
• иммунологической памятью (способностью распознавать и производить усиленный ответ против того же самого антигена при повторном его попадании в организм, даже если первое и последующие попадания происходят через большие промежутки времени).

9.3. Комплемент, его структура, функции, пути активации. Роль в иммунитете.

Комплимент является одним из важных факторов гуморального иммунитета, играющим роль в защите организма от антигенов. Он был открыт в 1899г. французским иммунологом Борде, назвавшим его «алексином». Современное название комплементу дал Эрлих. Комплемент – сложный комплекс белков сыворотки крови, находящийся обычно в неактивном состоянии и активирующийся при соединении антигена с антителом. В состав комплемента входят 20 белков, 9 из которых являются основными компонентами комплемента: С1, С2, С3…..С9. Важную роль играют также факторы В, Д и Р. Функции комплемента многообразны:

• участвует в лизисе микробных и других клеток (цитотоксическое действие);
• обладает хемотаксической активностью;
• принимает участие в анафилаксии;
• участвует в фагоцитозе.

Следовательно, комплемент является компонентом многих иммунологических реакций, направленных на освобождение организма от микробов и других чужеродных клеток и антигенов.

Механизм активации комплемента очень сложен и представляет собой каскад ферментативных протеолитических реакций. Известны три пути активации комплемента: классический, альтернативный и лектиновый. По классическому пути процесс начинается с присоединения к комплексу АГ+АТ компонента С1, который распадается на субъединицы. Далее в реакции участвуют последовательно активированные компоненты комплемента в такой последовательности: С4, С2, С3. Компонент комплемента С3 активирует компонент С5, который обладает свойством прикрепляться к мембране клетки. На компоненте С5 образуется литический или мембраноатакующий комплекс из компонентов С6, С7, С8, С9, который нарушает целостность мембраны (образует в ней отверстие), и клетка погибает в результате осмотического лизиса. Альтернативный путь проходит без участия антител. Этот путь характерен для защиты от грамотрицательных микробов. Реакция при альтернативном пути начинается с взаимодействия антигена с протеинами В, Д и пропердином (Р) с последующей активацией компонента С3, далее по классическому пути. Лектиновый путь активации происходит также без участия антител. Он инициируется особым маннозосвязывающим белком сыворотки крови, который после взаимодействия с остатками маннозы на поверхности микробных клеток катализирует С4-С2-С3-мембраноатакующийкомплекс (С5, С6, С7, С8,С9). В процессе активации комплемента образуются продукты протеолиза его компонентов, которые обладают высокой биологической активностью.

9.4. Антигены: определение, основные свойства. Антигены бактериальной клетки.

Антиген – это биополимер органической природы, генетически чужеродный для макроорганизма, который при попадании в последний распознается его иммунной системой и вызывает иммунные реакции, направленные на его устранение.

Свойства антигенов:

• антигенность – способность вызывать образование антител;
• иммуногенность – способность создавать иммунитет, степень которой зависит:
  • а) от молекулярных особенностей АГ (природы АГ, химического состава, размера и молекулярной массы, пространственной структуры, растворимости);
  • б) клиренс АГ в организме (от способа введения АГ, количества АГ);
  • в) реактивности макроорганизма (наследственные факторы, чувствительность к АГ, функциональное состояние макроорганизма-психоэмоциональный и гормональный фон, интенсивность обменных процессов);
• специфичность – способность АГ индуцировать иммунный ответ к строго определенному эпитопу.

Классификация антигенов:

По происхождению:

• экзогенные (возникающие вне организма)
• эндогенные (возникшие внутри организма) АГ – аутоантигены (АГ собственного организма) и неоантигены (возникают в организме в результате мутаций).

По природе:

• биополимеры белковой природы (протеиды);
• небелковой природы (полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты и пр.).

По молекулярной структуре:

• глобулярные (молекула имеет шаровидную форму);
• фибриллярные (форма нити).

По степени иммуногенности:

• полноценные- обладают выраженной антигенностью и иммуногенностью;
• неполноценные или гаптены –низкомолекулярные соединения — обладают низкой иммуногенностью, но свойство антигенности не утратили.

По степени чужеродности:

• ксеногенные АГ (антигены Форсмана) – общие для организмов, стоящих на разных ступенях эволюционного развития, например относящиеся к разным родам, видам;
• аллогенные АГ (групповые)-общие для генетически неродственных организмов, но относящихся к одному виду (антигены групп крови системы АВО, серогруппы сальмонелл);
• изогенные – общие только для генетически идентичных организмов, например для однояйцевых близнецов, инбредных линий животных.

По направленности активации и обеспеченности иммунного реагирования:

• иммуногены-вырабатывают антитела, антигенореактивные клоны лимфоцитов. Среди иммуногенов выделяют 2 группы АГ: Т-зависимые и Т-независимые АГ;
• толерогены АГ, приводящие к формированию иммунологической толерантности, т.е. отсутствие специфического иммунного ответа организма на АГ в связи с неспособностью его распознать;
• аллергены – АГ, которые формируют патологическую реакцию организма в виде гиперчувствительности немедленного или замедленного типа.

Антигены бактерий.

Существуют следующие разновидности бактериальных антигенов: группоспецифические (встречаются у разных видов одного рода или семейства); видоспецифические (встречаются у различных представителей одного вида); типоспецифические (определяют серологические варианты – серовары).

В зависимости от локализации в бактериальной клетке различают:

• жгутиковые Н-АГ, локализуются в жгутиках у бактерий, основа его белок флагеллин, термолабилен;
• соматический О-АГ связан с клеточной стенкой бактерий. Его основу составляют ЛПС, по нему различают сероварианты бактерий одного вида. Он термостабилен, не разрушается при длительном кипячении, химически устойчив (выдерживает обработку формалином и этанолом);
• капсульные К-АГ располагаются на поверхности клеточной стенки. По чувствительности к нагреванию различают 3 типа К-АГ: А, В, L. Наибольшая термостабильность характерна для типа А, тип В выдерживает нагревание до 600С в течение 1 часа, тип L быстро разрушается при этой температуре. На поверхности возбудителя брюшного тифа и др.энтеробактерий, которые обладают высокой вирулентностью можно обнаружить особый вариант капсульного АГ –Vi-антиген;
• антигенными свойствами обладают также бактериальные белковые токсины, ферменты и некоторые др. белки.

Антигены вирусов:

• суперкапсидные АГ – поверхностные оболочечные;
• белковые и гликопротеидные АГ;
• капсидные – оболочечные;
• нуклеопротеидные (сердцевидные) АГ.

9.5. Антитела и антителообразование: первичный и вторичный ответ. Оценка иммунного статуса: основные показатели и методы их определения».

Антитела – это гамма-глобулины, вырабатываемые в ответ на введение антигена, способные специфически связываться с антигеном и участвовать во многих иммунологических реакциях. Они состоят из полипептидных цепей: двух тяжелых (Н) цепей и двух легких (L). Тяжелые и легкие цепи связаны между собой попарно дисульфидными связями. Между тяжелыми цепями также есть дисульфидная связь, так называемый «шарнирный» участок, который ответствен за взаимодействие с первым компонентом комплемента С1 и активацию его по классическому пути. Легкие цепи бывают 2типов (каппа и лямбда), а тяжелые – 5типов (альфа, гамма, мю, эпсилон и дельта). Вторичная структура полипептидных цепей молекулы Ig обладает доменным строением. Это означает, что отдельные участки цепи свернуты в глобулы (домены). Выделяют С-домены- с постоянной структурой полипептидной цепи и V-домены (вариабельные с переменной структурой).

Вариабельные домены легкой и тяжелой цепи совместно образуют участок, который специфически связывается с антигеном. Это антигенсвязывающий центр молекулы Ig, или паротоп. При ферментативном гидролизе Ig образуется три фрагмента. Два из них способны специфически связываться с антигеном и получили название Fab-фрагменты, связывающиеся с антигеном. Третий фрагмент, способный образовывать кристаллы, получил название Fc. Он ответствен за связывание с рецепторами на мембране клеток макроорганизма. В структуре молекул Ig обнаруживают дополнительные полипептидные цепи. Так, полимерные молекулы IgМ и IgА содержат J- пептид, который обеспечивает превращение полимерного Ig в секреторную форму. Молекулы секреторных Ig в отличие от сывороточных, обладают особым S- пептидом, называемым секреторным компонентом. Он обеспечивает перенос молекулы Ig через эпителиальную клетку в просвет органа и предохраняет ее в секрете слизистых от ферментативного расщепления. Рецепторный Ig, который локализуется на цитоплазматической мембране В-лимфоцитов, имеет дополнительный гидрофобный трансмембранный М-пептид.

Существует 5 классов иммуноглобулинов у человека:

• иммуноглобулин класса G – это мономер, включающий в себя 4 субкласса (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), которые отличаются друг от друга по аминокислотному составу и антигенным свойствам, имеет 2 антигенсвязывающих центра. На долю его приходится 70-80% всех сывороточных Ig. Период полураспада 21 день. К основным свойствам IgG относятся: играют основополагающую роль в гуморальном иммунитете при инфекционных заболеваниях; проникает через плаценту и формирует антиинфекционный иммунитет у новорожденных; способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент, участвовать в реакции преципитации. Хорошо определяется в сыворотке крови на пике первичного и при вторичном иммунном ответе. IgG4 участвует в развитии аллергической реакции 1 типа.
• иммуноглобулин класса М – пентамер, который имеет 10 антигенсвязывающих центров. Период полураспада 5 дней. На его долю приходится около 5-10% всех сывороточных Ig. Образуется в начале первичного иммунного ответа, также первым начинает синтезироваться в организме новорожденного – определяется уже на 20-й неделе внутриутробного развития. Свойства: не проникает через плаценту; появляется у плода и участвует в антиинфекционной защите; способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент; играют важную роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, активации фагоцитоза; образуются на ранних сроках инфекционного процесса; отличаются высокой активностью в реакциях агглютинации, лизиса и связывания эндотоксинов грамотрицательных бактерий.
• иммуноглобулин класса А – существует в сывороточной и секреторной формах. На долю сывороточного Ig приходится 10-15%, мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра, период полураспада 6 дней. Секреторный Ig существует в полимерной форме. Содержатся в молоке, молозиве, слюне, слезном, бронхиальном, желудочно-кишечном секрете, желчи, моче; участвуют в местном иммунитете, препятствуют прикреплению бактерий к слизистой, нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и комплемент.
• иммуноглобулин класса Е- мономеры, на долю которых приходится 0,002%. К этому классу относится основная масса аллергических антител – реагинов. Уровень IgЕ значительно повышается у людей, страдающих аллергией и зараженных гельминтами.
• иммуноглобулин класса Д – это мономер, на долю которого приходится 0,2%. Плазматические клетки, секретирующие IgД локализуются преимущественно в миндалинах и аденоидной ткани. Участвует в развитии местного иммунитета, обладает антивирусной активностью, в редких случаях активирует комплемент, участвует в дифференцеровке В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа, участвует в аутоиммунных процессах.

Способность синтезировать АТ макроорганизм приобретает довольно рано. Уже на 13 неделе эмбрионального периода развития возникают В-лимфоциты, синтезирующие IgМ, а на 20 неделе этот Ig можно определить в сыворотке крови. Концентрация антител достигает максимума к периоду полового созревания и сохраняется на высоких цифрах в течение всего репродуктивного периода. В старческом возрасте содержание антител снижается. Повышение количества Ig наблюдается при инфекционных заболеваниях, аутоиммунных расстройствах, снижение его отмечено при некоторых опухолях и иммунодефицитных состояниях. Антителопродукция в ответ на антигенный стимул имеет характерную динамику.

Выделяют:

• латентную,
• логарифмическую,
• стационарную фазы
• фазу снижения.

В латентную фазу антителопродукция практически не изменяется и остается на базальном уровне. Во время логарифмической фазы наблюдается интенсивный прирост количества антиген-специфичных В-лимфоцитов и происходит нарастание титра АТ. В стационарной фазе количество специфических антител и синтезирующих их клеток достигает максимума и стабилизируется. В фазе снижения наблюдается постепенное уменьшение титров антител. При первичном контакте с антигеном развивается первичный иммунный ответ. Для него характерны длительная латентная (3-5 суток) и логарифмическая (7-15 суток) фазы. Первые диагностически значимые титры антител регистрируются на 10-14-е сутки от момента иммунизации.

Стационарная фаза продолжается 15-30 суток, а фаза снижения – 1-6 месяцев. В итоге первичного иммунного реагирования формируются многочисленные клоны антигенспецифичных В-лимфоцитов: антителопродуцирующих клеток и В-лимфоцитов иммунологической памяти, а во внутренней среде макроорганизма в высоком титре накапливаются IgG и/или IgА (а также IgЕ). Со временем антительный ответ угасает. Повторный контакт иммунной системы с тем же антигеном ведет к формированию вторичного иммунного ответа. Для вторичного ответа характерна укороченная латентная фаза (от нескольких часов до 1-2 суток).

Логарифмическая фаза отличается более интенсивной динамикой прироста и более высокими титрами специфических антител. При вторичном иммунном ответе организм сразу же, в подавляющем большинстве синтезирует IgG. Характерная динамика антителопродукции обусловлена подготовленностью иммунной системы к повторной встрече с антигеном за счет формирования иммунологической памяти.

Явление интенсивного антителообразования при повторном контакте с антигеном широко используется в практических целях, например при вакцинопрофилактике. Для создания и поддержания иммунитета на высоком защитном уровне схемы вакцинации предусматривают первичное введение антигена для формирования иммунологической памяти и последующие ревакцинации через различные интервалы времени.

Этот же феномен используют при получении высокоактивных лечебных и диагностических иммунных сывороток (гипериммунных). Для этого животным или донорам производят многократные введения препаратов антигена по специальной схеме.

Иммунный статус – это структурное и функциональное состояние иммунной системы индивидуума, определяемое комплексом клинических и лабораторных иммунологических показателей.

На иммунный статус оказывают влияние следующие факторы:

• климато-географические (температура, влажность, солнечная радиация, длина светового дня);
• социальные (питание, жилищно-бытовые условия, профессиональные вредности);
• экологические (загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами, применение пестицидов в сельском хозяйстве);
• влияние диагностических и лечебных манипуляций, лекарственная терапия;
• стресс.

Иммунный статус можно определить путем постановки комплекса лабораторных тестов, включающих оценку состояния факторов неспецифической резистентности, гуморального (В) и клеточного (Т) иммунитета. Оценка иммунного статуса проводится в клинике при трансплантации органов и тканей, аутоиммунных заболеваниях, аллергиях, для контроля эффективности лечения болезней, связанных с нарушением иммунной системы. Оценка иммунного статуса чаще всего базируется на определении следующих показателей:

• общего клинического обследования (жалобы больного, профессия, осмотр);
• состояния факторов естественной резистентности (определяют фагоцитоз, комплемент, интерфероновый статус, колонизационную резистентность);
• гуморального иммунитета (определение иммуноглобулинов класса G, М, А, Д, Е в сыворотке крови);
• клеточного иммунитета (оценивается по количеству Т-лимфоцитов – реакция розеткообразования, определение соотношения хелперов и супрессоров Т4 и Т8 лимфоцитов, которое в норме составляет примерно 2);
• дополнительных тестов (определение бактерицидности сыворотки крови, титрование С3, С4 компонентов комплемента, определение содержания С-реактивного белка в сыворотке крови, определение ревматоидных факторов.

9.6. Серологические реакции и их применение.

Взаимодействие антитела с антигеном являются основой диагностических реакций в лабораториях. Реакция между АГ и АТ состоит из специфической и неспецифической фазы. В специфическую фазу происходит быстрое специфическое связывание активного центра антитела с детерминантой АГ. Неспецифическая фаза проявляется видимыми физическими явлениями (образование хлопьев, «зонтика», линии преципитации в виде помутнения).

Иммунные реакции используют при диагностических и иммунологических исследованиях у больных и здоровых людей. С этой целью применяют серологические методы (от serum – сыворотка).

В микробиологии и иммунологии широко применяются реакции агглютинации, преципитации, нейтрализации, реакции связывания комплемента, иммуноферментный анализ, иммунофлюоресцентный метод, иммуноблотинг.

Реакция агглютинации – РА, при которой происходит связывание антителами корпускулярных антигенов (бактерий, эритроцитов), она протекает при наличии электролитов.

 

Реакции агглютинации используют для:

• определения антител в сыворотке крови больного, например при бруцеллезе (реакция Райта, Хеддельсона), брюшном тифе и паратифах (р.Видаля), туляремии, коклюше;
• определения возбудителя, выделенного от больного;
• определения групп крови.

 

Применяются различные варианты реакции агглютинации: развернутая, ориентировочная

Для определения у больного антител ставят в пробирках развернутую реакцию агглютинации: к разведениям сыворотки крови больного добавляют диагностикум (взвесь убитых микробов) и через несколько часов инкубации при 37 0С отмечают наиболшее разведение сыворотки (титр сыворотки), при котором произошла агглютинация.

Если необходимо определить возбудитель, выделенный от больного, ставят ориентировочную реакцию агглютинации на предметном стекле. К капле диагностической агглютинирующей сыворотки в разведении 1:10 или 1:20 добавляют чистую культуру возбудителя. Рядом ставят контроль: вместо сыворотки наносят каплю физиологического раствора. При появлении в капле с сывороткой и микробами хлопьевидного осадка ставят развернутую реакцию агглютинации в пробирках. Одновременно учитываются контроли: сыворотка, разведенная изотоническим раствором натрия хлорида должна быть прозрачной, взвесь микробов в том же растворе равномерно мутной без осадка. В ориентировочной РА пользуются адсорбированными агглютинирующими сыворотками, из которых удалены перекрестно реагирующие антитела.

Реакция непрямой (пассивной) гемагглютинации (РНГА, РПГА) основана на использовании эритроцитов с адсорбированными на их поверхности АГ или АТ, взаимодействие которых с соответствующими АТ или АГ сыворотки крови больных вызывает склеивание и при положительных результатах происходит выпадение эритроцитов на дно полистироловой пластины в виде фестончатого осадка. При отрицательной реакции эритроциты оседают на дно пластины в виде «пуговки». РНГА применяют для диагностики инфекционных болезней (дифтерии, дизентерии, сальмонеллеза, туляремии и др.), определения гонадотропного гормона в моче при установлении беременности, для выявления повышенной чувствительности к лекарственным препаратам, гормонам.

Реакция торможения гемагглютинации (РТГА) основана на блокаде, подавлении антигенов вирусов антителами иммунной сыворотки, в результате чего вирусы теряют свойство агглютинировать эритроциты. РТГА применяют для диагностики многих вирусных болезней (гриппа, кори, краснухи, клещевого энцефалита).

Реакция преципитации – это формирование и осаждение комплекса растворимого молекулярного антигена с антителами с антителами в виде помутнения, называемого преципитатом. Реакции преципитации ставят в пробирках (р.кольцепреципитации), в гелях, питательных средах. Трупный материал, кожевенное и меховое сырье, из которого трудно выделить сибиреязвенные бациллы, подвергают серологическому исследованию с помощью реакции термопреципитации (реакция Асколи).Реакцию кольцепреципитации проводят в узких преципитирующих пробирках с иммунной сывороткой, на которую наслаивают растворимый антиген. В положительных результатах на границе этих двух растворов образуется непрозрачное кольцо преципитата. Реакция преципитации в агаре для определения дифтерийного экзотоксина…….

Реакция связывания комплемена (РСК). Для постановки реакции связывания комплемента необходимы следующие ингредиенты: 1)испытуемая сыворотка (АТ); 2)антиген – убитая взвесь возбудителей того или иного заболевания; 3) комплемент; 4) гемолитическая сыворотка; 5) эритроциты барана. РСК заключается в том, что при соответствии друг другу антигены и антитела образуют иммунный комплекс, к которому присоединяется комплемент, т.е. происходит связывание комплемента комплексом антиген-антитело. Если же комплекс антиген-антитело не образуется, то комплимент остается свободным. РСК проводят в две фазы: 1-я фаза – инкубация смеси, содержащей три компонента антиген + антитело+ комплемент; 2-я фаза индикаторная – выявление в смеси свободного комплемента путем добавления к ней гемолитической системы, состоящей из эритроцитов барана и гемолитической сыворотки, содержащей к ним антитела. В положительной реакции из-за связывания комплемента с комплексом антиген-антитело гемолиз эритроцитов непроизойдет и они осядут на дно пробирки в виде «зонтика». В отрицательных случаях связывание комплемента с комплексом антиген-антитело не происходит, он остается свободным и присоединятся к комплексу эритроции-гемолитическая сыворотка, тем самым вызывая гемолиз эритроцитов. РСК применяют для диагностики многих инфекционных заболеваний, в частности сифилиса (р.Вассермана), сыпного тифа и др.

Реакция нейтрализации проводят путем введения смеси антиген-антитело лабораторным животным. Например, для обнаружения ботулинического токсина белым мышам подкожно или внутрибрюшинно вводят вытяжку из остатков пищи (грибы) с антитоксическими ботулиническими сыворотками типов А, В, С, Е. Сыворотки получают из крови лошадей или крупного рогатого скота гипериммунизированых ботулиническими токсинами. При отсутствии у животных повреждающего действия микроорганизмов, их токсинов (мышь осталась жива) говорят о нейтрализующем действии иммунной сыворотки и, следовательно, о специфичности взаимодействия комплекса АГ-АТ.

Реакция иммунофлюоресценции РИФ (метод Кунса).

Прямой метод РИФ основан на том, что антигены тканей или микробы, обработанные иммунными сыворотками с антителами, меченными флюорохромами, способны светиться в УФ-лучах люминисцентного микроскопа. Бактерии в мазке, обработанные такой люминисцирующей сывороткой светятся в виде каймы зеленого цвета. Данный метод является методом экспресс-диагностики для выявления антигенов микробов или антител.

Иммуноферментный метод (ИФА). Принцип метода следующий: на твердофазном носителе (поверхность лунок полистиролового планшета) фиксируется АГ возбудителя инфекции, антитела к которому необходимо выявить. Антиген, иммобилизованный на поверхности твердого носителя, называют иммуносорбентом. В ходе инкубации иммуносорбента с испытуемой сывороткой при наличие в ней АТ к данному АГ происходит их связывание в комплекс «антиген-антитело». Затем следует инкубация с меченными ферментом антителами к иммуноглобулинам человека (конъюгатом), в ходе которой на поверхности носителя происходит присоединение к комплексу антител, меченых ферментом ( в качестве фермента чаще всего используется пероксидаза хрена). Конъюгат получают на основе поликлональных антивидовых АТ, например кроличьи АТ или моноклональных АТ, направленных против человеческих иммуноглобулинов определенного класса M, G, A. В дальнейшем при добавлении субстрата происходит его взаимодействие с ферментом, в результате чего развивается цветная реакция, интенсивность которой зависит от количества связанных сывороточных АТ. При использовании пероксидазного конъюгата в качестве субстрата применяют перекись водорода в сочетании с ортофенилдиамином. Результаты реакции оцениваются спектрофотометрически с выводом цифровых данных, что исключает субъективность оценки антител. ИФА применяют для диагностики вирусных, бактериальных и паразитарных болезней, в частности для диагностики ВИЧ-инфекций, гепатита В, цитомегаловирусной инфекции, герпесной, токсоплазменной, а также определения гормонов, ферментов, лекарственных препаратов и других биологически активных веществ.

Иммунный блоттинг. В России в настоящее время стандартной процедурой лабораторной диагностики ВИЧ-инфекции является обнаружение антител к ВИЧ с последующим подтверждением их специфичности в реакции иммунного блоттинга. Обнаружение антител к ВИЧ включает два этапа. На первом этапе проводится выявление суммарного спектра антител (ИФА), на втором этапе методом иммунного блоттинга проводится определение антител к отдельным белкам вируса, иммобилизованным на нитроцеллюлозную мембрану. Белки оболочки вируса ВИЧ1, обозначаемые как гликопротеины («gp» джи пи)с молекулярным весом, выраженным в килодальтонах: 160кд, 120кд, 41кд. У ВИЧ2 гликопротеины имеют вес 140 кд, 105кд, 36кд. Белки сердцевины (gag), обозначаемые как протеины ( «p» пи) у ВИЧ1 имеют молекулярный вес соответственно 55кд, 24кд, 17кд, а ВИЧ2 – 56кд, 26кд, 18кд. Результаты интерпретируются как положительные, в которых обнаруживаются антитела к 2 или 3 гликопротеинам ВИЧ. Отрицательными считаются сыворотки, в которых не обнаруживается антител ни к одному из белков.