Ответы к 5 коллоквиуму

№ 37 Механизмы передачи генетического материала у бактерий.

№ 38 Плазмиды бактерий, их функции и свойства. Использование

№ 39 Медицинская биотехнология, ее задачи и достижения.

плазмид в генной инженерии.

Конъюгация бактерий состоит в переходе генетического материала (ДНК) из

Биотехнология представляет собой область знаний, которая возникла и

клетки-донора («мужской») в клетку-реципиент («женскую») при контакте

Плазмиды — внехромосомные мобильные генетические структуры бактерий,

оформилась на стыке микробиологии, молекулярной биологии, генетической

клеток между собой.

представляющие собой замкнутые кольца двунитчатой ДНК. По размерам

инженерии, химической технологии и ряда других наук. Рождение

Мужская клетка содержит F-фактор, или половой фактор, который

составляют 0,1—5 % ДНК хромосомы. Плазмиды способны автономно

биотехнологии обусловлено потребностями общества в новых, более дешевых

контролирует синтез так называемых половых пилей, или F-пилей. Клетки, не

копироваться (реплицироваться) и существовать в цитоплазме клетки, поэтому

продуктах для народного хозяйства, в том числе медицины и ветеринарии, а

содержащие F-фактора, являются женскими; при получении F-фактора они

в клетке может быть несколько копий плазмид. Плазмиды могут включаться

также в принципиально новых технологиях. Биотехнология — это получение

превращаются в «мужские» и сами становятся донорами. F-фактор

(интегрировать) в хромосому и реплицироваться вместе с ней. Различают

продуктов из биологических объектов или с применением биологических

располагается в цитоплазме в виде кольцевой двунитчатой молекулы ДНК, т. е.

трансмиссивные

и

нетрансмиссивные

плазмиды. Трансмиссивные

объектов. В качестве биологических объектов могут быть использованы

является плазмидой. Молекула F-фактора значительно меньше хромосомы и

(конъюгативные) плазмиды могут передаваться из одной бактерии в другую.

организмы животных и человека (например, получение иммуноглобулинов из

содержит гены, контролирующие процесс конъюгации, в том числе синтез F-

Среди фенотипических признаков, сообщаемых бактериальной клетке

сывороток вакцинированных лошадей или людей; получение препаратов крови

пилей. При конъюгации F-пили соединяют «мужскую» и «женскую» клетки,

плазмидами, можно выделить следующие:

доноров), отдельные органы (получение гормона инсулина из поджелудочных

обеспечивая переход ДНК через конъюгационный мостик или F-пили. Клетки,

1) устойчивость к антибиотикам;

желез крупного рогатого скота и свиней) или культуры тканей (получение

содержащие F-фактор в цитоплазме, обозначаются F+; они передают F-фактор

2) образование колицинов;

лекарственных препаратов). Однако в качестве биологических объектов чаще

клеткам, обозначаемым F" («женским»), не утрачивая донорской способности,

3) продукция факторов патогенности;

всего используют одноклеточные микроорганизмы, а также животные и

так как оставляют копии F-фактора. Если F-фактор включается в хромосому,

4) способность к синтезу антибиотических веществ;

растительные клетки.

то бактерии приобретают способность передавать фрагменты хромосомной

5) расщепление сложных органических веществ;

Клетки животных и растений, микробные клетки в процессе

ДНК и называются Hfr-клетками (от англ. high frequency of recombination —

6) образование ферментов рестрикции и модификации.

жизнедеятельности (ассимиляции и диссимиляции) образуют новые продукты

высокая частота рекомбинаций), т.е. бактериями с высокой частотой

Термин «плазмиды» впервые введен американским ученым Дж. Ледербергом

и выделяют метаболиты, обладающие разнообразными физико-химическими

рекомбинаций. При конъюгации клеток Hfr и клеток F" хромосома разрывается

(1952) для обозначения полового фактора бактерий. Плазмиды несут гены, не

свойствами и биологическим действием.

и передается с определенного участка (начальной точки) в клетку F",

обязательные для клетки-хозяина, придают бактериям дополнительные

Биотехнология использует эту продукцию клеток как сырье, которое в

продолжая реплицироваться. Перенос всей хромосомы может длиться до 100

свойства, которые в определенных условиях окружающей среды обеспечивают

результате технологической обработки превращается в конечный продукт. С

мин.

их временные преимущества по сравнению с бесплазмидными бактериями.

помощью биотехнологии получают множество продуктов, используемых в

Переносимая ДНК взаимодействует с ДНК реципиента — происходит

Некоторые плазмиды находятся под строгим контролем. Это означает, что

различных отраслях:

гомологичная рекомбинация. Прерывая процесс конъюгации бактерий, можно

их репликация сопряжена с репликацией хромосомы так, что в каждой

• медицине (антибиотики, витамины, ферменты, аминокислоты, гормоны,

определять последовательность расположения генов в хромосоме. Иногда F-

бактериальной клетке присутствует одна или, по крайней мере, несколько

вакцины, антитела, компоненты крови, диагностические препараты,

фактор может при выходе из хромосомы захватывать небольшую ее часть,

копий плазмид.

иммуномодуляторы, алкалоиды, пищевые белки, нуклеиновые кислоты,

образуя так называемый замещенный фактор — F'.

Число копий плазмид, находящихся под слабым контролем, может достигать

нуклеозиды, нуклеоти-ды, липиды, антиметаболиты, антиоксиданты,

При конъюгации происходит только частичный перенос генетического

от 10 до 200 на бактериальную клетку.

противоглистные и противоопухолевые препараты);

материала, поэтому ее не следует отождествлять полностью с половым

Для характеристики плазмидных реплико-нов их принято разбивать на группы

• ветеринарии и сельском хозяйстве (кормовой белок: кормовые антибиотики,

процессом у других организмов.

совместимости. Несовместимость плазмид связана с неспособностью двух

витамины, гормоны, вакцины, биологические средства защиты растений,

Трансдукция — передача ДНК от бактерии-донора к бактерии-реципиенту

плазмид стабильно сохраняться в одной и той же бактериальной клетке.

инсектициды);

при участии бактериофага. Различают неспецифическую (общую)

Несовместимость свойственна тем плазмидам, которые обладают высоким

• пищевой промышленности (аминокислоты, органические кислоты, пищевые

трансдукцию, при которой возможен перенос любого фрагмента ДНК донора,

сходством репликонов, поддержание которых в клетке регулируется одним и

белки, ферменты, липиды, сахара, спирты, дрожжи);

и специфическую — перенос определенного фрагмента ДНК донора только в

тем же механизмом.

• химической промышленности (ацетон, этилен, бутанол);

определенные участки ДНК реципиента. Неспецифическая трансдукция

Некоторые плазмиды могут обратимо встраиваться в бактериальную

• энергетике (биогаз, этанол).

обусловлена включением ДНК донора в головку фага дополнительно к геному

хромосому и функционировать в виде единого репликона. Такие плазмиды

Следовательно, биотехнология направлена на создание диагностических,

фага или вместо генома фага (дефектные фаги). Специфическая трансдукция

называются интегративными или эписомами.

профилактических и лечебных медицинских и ветеринарных препаратов, на

обусловлена замещением некоторых генов фага генами хромосомы клетки-

У бактерий различных видов обнаружены R-плазмиды, несущие гены,

решение

продовольственных

вопросов

(повышение

урожайности,

донора. Фаговая ДНК, несущая фрагменты хромосомы клетки-донора,

ответственные за множественную устойчивость к лекарственным препаратам

продуктивности животноводства, улучшение качества пищевых продуктов —

включается в строго определенные участки хромосомы клетки-реципиента.

— антибиотикам, сульфаниламидам и др., F-плазмиды, или половой фактор

молочных, кондитерских, хлебобулочных, мясных, рыбных); на обеспечение

Таким образом, привносятся новые гены и ДНК фага в виде профага

бактерий, определяющий их способность к конъюгации и образованию

многих технологических процессов в легкой, химической и других отраслях

репродуцируется вместе с хромосомой, т.е. этот процесс сопровождается

половых пилей, Ent-плазмиды, детерминирующие продукцию энтеротоксина.

промышленности. Необходимо отметить также все возрастающую роль

лизоге-нией. Если фрагмент ДНК, переносимый фагом, не вступает в

Плазмиды могут определять вирулентность бактерий, например возбудителей

биотехнологии в экологии, так как очистка сточных вод, переработка отходов

рекомбинацию с хромосомой реципиента и не реплицируется, но с него

чумы, столбняка, способность почвенных бактерий использовать необычные

и побочных продуктов, их деградация (фенол, нефтепродукты и другие

считывается информация о синтезе соответствующего продукта, такая

источники углерода, контролировать синтез белковых антибиотикоподобных

вредные для окружающей среды вещества) осуществляются с помощью микро-

трансдукция называется абортивной.

веществ — бактериоцинов, детерминируемых плазмидами бактериоциногении,

организмов.

Трансформация заключается в том, что ДНК, выделенная из бактерий в

и т. д. Существование множества других плазмид у микроорганизмов

В настоящее время в биотехнологии выделяют медико-фармацевтическое,

свободной растворимой форме, передается бактерии-реципиенту. При транс-

позволяет полагать, что аналогичные структуры широко распространены у

продовольственное, сельскохозяйственное и экологическое направления. В

формации рекомбинация происходит, если ДНК бактерий родственны друг

самых разнообразных микроорганизмов.

соответствии с этим биотехнологию можно разделить на медицинскую,

другу. В этом случае возможен обмен гомологичных участков собственной и

Плазмиды подвержены рекомбинациям, мутациям, могут быть элиминированы

сельскохозяйственную, промышленную и экологическую. Медицинская в свою

проникшей извне ДНК. Впервые явление трансформации описал Ф. Гриффите

(удалены) из бактерий, что, однако, не влияет на их основные свойства.

очередь подразделяется на фармацевтическую и иммунобиологическую, сель-

(1928). Он вводил мышам живой невирулентный бескапсульный R-штамм

Плазмиды являются удобной моделью для экспериментов по искусственной

скохозяйственная — на ветеринарную и биотехнологию растений, а

пневмококка и одновременно убитый вирулентный капсульный S-штамм

реконструкции генетического материала, широко используются в генетической

промышленная — на соответствующие отраслевые направления (пищевая,

пневмококка. Из крови погибших мышей был выделен вирулентный

инженерии для получения рекомбинантных штаммов. Благодаря быстрому

легкая промышленность, энергетика и т. д.).

пневмококк, имеющий капсулу убитого S-штамма пневмококка. Таким

самокопированию и возможности конъюгаци-онной передачи плазмид внутри

Биотехнологию также подразделяют на традиционную (старую) и новую.

образом, убитый S-штамм пневмококка передал наследственную способность

вида, между видами или даже родами плазмиды играют важную роль в

Последнюю связывают с генетической инженерией. Общепризнанное

капсулообразования R-штамму пневмококка. О. Эвери, К. Мак-Леод и М. Мак-

эволюции бактерий.

определение предмета «биотехнология» отсутствует и даже ведется дискуссия

Карти (1944) доказали, что трансформирующим агентом в этом случае

о том, наука это или производство.

является ДНК. Путем трансформации могут быть перенесены различные

признаки: капсулообразование, устойчивость к антибиотикам, синтез

ферментов.

Изучение бактериальной трансформации позволило установить роль ДНК как

материального субстрата наследственности. При изучении генетической

трансформации у бактерий были разработаны методы экстракции и очистки

ДНК, биохимические и биофизические методы ее анализа.

№ 44 Механизмы лекарственной устойчивости возбудителей

№ 45 Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам.

№ 46 Принципы рациональной антибиотикотерапии.

инфекционных болезней. Пути ее преодоления.

Для

определения

чувствительности

бактерий

к

антибиотикам

Профилактика развития осложнений состоит прежде всего в соблюдении

Антибиотикорезистентность — это устойчивость микробов к антимикробным

(антибиотикограммы) обычно применяют:

принципов

рациональной

антибиотикотерапии

(антимикробной

химиопрепаратам. Бактерии следует считать резистентными, если они не

• Метод диффузии в агар. На агаризованную питательную среду засевают

химиотерапии):

обезвреживаются такими концентрациями препарата, которые реально

исследуемый микроб, а затем вносят антибиотики. Обычно препараты вносят

• Микробиологический принцип. До назначения препарата следует

создаются в макроорганизме. Резистентность может быть природной и

или в специальные лунки в агаре, или на поверхности посева раскладывают

установить возбудителя инфекции и определить его индивидуальную

приобретенной.

диски с антибиотиками («метод дисков»). Учет результатов проводят через

чувствительность к антимикробным химиотерапевтическим препаратам. По

Природная устойчивость. Некоторые виды микробов природно устойчивы к

сутки по наличию или отсутствию роста микробов вокруг лунок (дисков).

результатам антибиотикограммы больному назначают препарат узкого спектра

определенным семействам антибиотиков или в результате отсутствия соответс-

Метод дисков — качественный и позволяет оценить, чувствителен или

действия, обладающий наиболее выраженной активностью в отношении

твующей мишени (например, микоплазмы не имеют клеточной стенки,

устойчив микроб к препарату.

конкретного возбудителя, в дозе, в 2—3 раза превышающей минимальную

поэтому не чувствительны ко всем препаратам, действующим на этом уровне),

• Методы определения минимальных ингибирующих и бактерицидных

ингибирующую концентрацию. Если возбудитель пока неизвестен, то обычно

или в результате бактериальной непроницаемости для данного препарата (на-

концентраций, т. е. минимального уровня антибиотика, который позволяет in

назначают препараты более широкого спектра, активные в отношении всех

пример,

грамотрицательные

микробы

менее

проницаемы

для

vitro предотвратить видимый рост микробов в питательной среде или пол-

возможных микробов, наиболее часто вызывающих данную патологию.

крупномолекулярных соединений, чем грамположительные бактерии, так как

ностью ее стерилизует. Это количественные методы, которые позволяют

Коррекцию лечения проводят с учетом результатов бактериологического

их наружная мембрана имеет «маленькие» поры).

рассчитать дозу препарата, так как концентрация антибиотика в крови должна

исследования и определения индивидуальной чувствительности конкретного

Приобретенная устойчивость. Приобретение резистентности — это

быть значительно выше минимальной ингибирующей концентрации для

возбудителя (обычно через 2-3 дня). Начинать лечение инфекции нужно как

биологическая закономерность, связанная с адаптацией микроорганизмов к

возбудителя инфекции. Введение адекватных доз препарата необходимо для

можно раньше (во-первых, в начале заболевания микробов в организме

условиям внешней среды. Она, хотя и в разной степени, справедлива для всех

эффективного лечения и профилактики формирования устойчивых микробов.

меньше, во-вторых, препараты активнее действуют на растущих и

бактерий и всех антибиотиков. К химиопрепаратам адаптируются не только

Есть ускоренные способы, с применением автоматических анализаторов.

размножающихся микробов).

бактерии, но и остальные микробы — от эукариотических форм (простейшие,

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам методом

• Фармакологический принцип. Учитывают особенности препарата — его

грибы) до вирусов. Проблема формирования и распространения лекарственной

дисков. Исследуемую бактериальную культуру засевают газоном на

фармакокинетику и фармакодинамику, распределение в организме, кратность

резистентности микробов особенно значима для внутрибольничных инфекций,

питательный агар или среду АГВ в чашке Петри.

введения, возможность сочетания препаратов и т. п. Дозы препаратов должны

вызываемых так называемыми «госпитальными штаммами», у которых, как

Среда АГВ: сухой питательный рыбный бульон, агар-агар, натрий фосфат

быть достаточными для того, чтобы обеспечить в биологических жидкостях и

правило, наблюдается множественная устойчивость к антибиотикам (так

двузамещенный. Среду готовят из сухого порошка в соответствии с ин-

тканях микробостатические или микробоцидные концентрации. Необходимо

называемая полирезистентность).

струкцией.

представлять оптимальную продолжительность лечения, так как клиническое

Генетические основы приобретенной резистентности. Устойчивость к

На засеянную поверхность пинцетом помещают на одинаковом расстоянии

улучшение не является основанием для отмены препарата, потому что в

антибиотикам определяется и поддерживается генами резистентности (r-

друг от друга бумажные диски, содержащие определенные дозы разных

организме могут сохраняться возбудители и может быть рецидив болезни.

генами) и условиями, способствующими их распространению в микробных

антибиотиков. Посевы инкубируют при 37 °С до следующего дня. По диаметру

Учитывают также оптимальные пути введения препарата, так как многие

популяциях. Приобретенная лекарственная устойчивость может возникать и

зон задержки роста исследуемой культуры бактерий судят о ее чув-

антибиотики плохо всасываются из ЖКТ или не проникают через

распространяться в популяции бактерий в результате:

ствительности к антибиотикам.

гематоэнцефалический барьер.

• мутаций в хромосоме бактериальной клетки с последующей селекцией

Для получения достоверных результатов необходимо применять стандартные

• Клинический принцип. При назначении препарата учитывают, насколько

(т. е. отбором) мутантов. Особенно легко селекция происходит в присутствии

диски и питательные среды, для контроля которых используются эталонные

безопасным он будет для данного пациента, что зависит от индивидуальных

антибиотиков, так как в этих условиях мутанты получают преимущество перед

штаммы соответствующих микроорганизмов. Метод дисков не дает надежных

особенностей состояния больного (тяжесть инфекции, иммунный статус, пол,

остальными клетками популяции, которые чувствительны к препарату.

данных при определении чувствительности микроорганизмов к плохо

наличие беременности, возраст, состояние функции печени и почек,

Мутации возникают независимо от применения антибиотика, т. е. сам препарат

диффундирующим в агар полипептидным антибиотикам (например,

сопутствующие заболевания и т.п.) При тяжелых, угрожающих жизни инфек-

не влияет на частоту мутаций и не является их причиной, но служит фактором

полимиксин, ристомицин). Если эти антибиотики предполагается использовать

циях особое значение имеет своевременная ан-тибиотикотерапия. Таким

отбора. Далее резистентные клетки дают потомство и могут передаваться в

для лечения, рекомендуется определять чувствительность микроорганизмов

пациентам назначают комбинации из двух-трех препаратов, чтобы обеспечить

организм следующего хозяина (человека или животного), формируя и

методом серийных разведений.

максимально широкий спектр действия. При назначении комбинации из

распространяя резистентные штаммы. Мутации могут

быть: 1) единичные

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам методом

нескольких препаратов следует знать, насколько эффективным против

(если мутация произошла в одной клетке, в результате чего в ней

серийных разведений. Данным методом определяют минимальную

возбудителя и безопасным для пациента будет сочетание данных препаратов, т.

синтезируются измененные белки) и 2) множественные (серия мутаций, в

концентрацию антибиотика, ингибирующую рост исследуемой культуры

е. чтобы не было антагонизма лекарственных средств в отношении

результате чего изменяется не один, а целый набор белков, например пени-

бактерий. Вначале готовят основной раствор, содержащий определенную

антибактериальной активности и не было суммирования их токсических

циллинсвязывающих белков у пенициллин-резистентного пневмококка);

концентрацию антибиотика (мкг/мл или ЕД/мл) в специальном растворителе

эффектов.

• переноса трансмиссивных плазмид резистентности (R-плазмид).

или буферном растворе. Из него готовят все последующие разведения в буль-

• Эпидемиологический принцип. Выбор препарата, особенно для

Плазмиды резистентности (трансмиссивные) обычно кодируют перекрестную

оне (в объеме 1 мл), после чего к каждому разведению добавляют 0,1 мл

стационарного больного, должен учитывать состояние резистентности

устойчивость к нескольким семействам антибиотиков. Впервые такая

исследуемой бактериальной суспензии, содержащей 106—107 бактериальных

микробных штаммов, циркулирующих в данном отделении, стационаре и даже

множественная резистентность была описана японскими исследователями в

клеток в 1 мл. В последнюю пробирку вносят 1 мл бульона и 0,1 мл суспензии

регионе. Следует помнить, что антибиотикоре-зистентность может не только

отношении кишечных бактерий. Сейчас показано, что она встречается и у

бактерий (контроль культуры). Посевы инкубируют при 37 °С до следующего

приобретаться, но и теряться, при этом восстанавливается природная

других групп бактерий. Некоторые плазмиды могут передаваться между

дня, после чего отмечают результаты опыта по помутнению питательной

чувствительность микроорганизма к препарату. Не изменяется только

бактериями разных видов, поэтому один и тот же ген резистентности можно

среды, сравнивая с контролем культуры. Последняя пробирка с прозрачной

природная устойчивость.

встретить у бактерий, таксономически далеких друг от друга. Например, бета-

питательной средой указывает на задержку роста исследуемой культуры

• Фармацевтический принцип. Необходимо учитывать срок годности и

лактамаза, кодируемая плазмидой ТЕМ-1, широко распространена у

бактерий под влиянием содержащейся в ней минимальной ингибирующей

соблюдать правила хранения препарата, так как при нарушении этих правил

грамотрицательных бактерий и встречается у кишечной палочки и других

концентрации (МИК) антибиотика.

антибиотик может не только потерять свою активность, но и стать токсичным

кишечных бактерий, а также у гонококка, резистентного к пенициллину, и

Оценку результатов определения чувствительности микроорганизмов к

за счет деградации. Немаловажна также и стоимость препарата.

гемофильной палочки, резистентной к ампициллину;

антибиотикам проводят по специальной готовой таблице, которая содержит

• переноса транспозонов, несущих r-гены (или мигрирующих генетических

пограничные значения диаметров зон задержки роста для устойчивых,

последовательностей). Транспозоны могут мигрировать с хромосомы на

умеренно устойчивых и чувствительных штаммов, а также значения МИК

плазмиду и обратно, а также с плазмиды на другую плазмиду. Таким образом

антибиотиков для устойчивых и чувствительных штаммов.

гены резистентности могут передаваться далее дочерним клеткам или при

К чувствительным относятся штаммы микроорганизмов, рост которых

рекомбинации другим бактериям-реципиентам.

подавляется при концентрациях препарата, обнаруживаемых в сыворотке

Реализация приобретенной устойчивости. Изменения в геноме бактерий

крови больного при использовании обычных доз антибиотиков.

К умеренно

приводят к тому, что меняются и некоторые свойства бактериальной клетки, в

устойчивым относятся штаммы, для подавления роста которых требуются

результате чего она становится устойчивой к антибактериальным препаратам.

концентрации, создающиеся в сыворотке крови при введении максимальных

Обычно антимикробный эффект препарата осуществляется таким образом:

доз препарата. Устойчивыми являются микроорганизмы, рост которых не

агент должен связаться с бактерией и пройти сквозь ее оболочку, затем он

подавляется препаратом в концентрациях, создаваемых в организме при

должен быть доставлен к месту действия, после чего препарат взаимодействует

использовании максимально допустимых доз.

с внутриклеточными мишенями. Реализация приобретенной лекарственной

Определение антибиотика в крови, моче и других жидкостях организма

устойчивости возможна на каждом из следующих этапов:

человека. В штатив устанавливают два ряда пробирок. В одном из них готовят

• модификация мишени. Фермент-мишень может быть так изменен, что его

разведения эталонного антибиотика, в другом — исследуемой жидкости.

функции не нарушаются, но

способность

связываться

с химиопрепаратом

Затем в каждую пробирку вносят

взвесь

тест-бактерий,

приготовленную

(аффинность) резко снижается или может быть включен «обходной путь»

в

среде Гисса с глюкозой. При определении в исследуемой жидкости

метаболизма, т. е. в клетке активируется другой фермент, который не

пенициллина, тетрациклинов, эритромицина в качестве тест-бактерий

подвержен действию данного препарата.

используют

стандартный

штамм

S.

aureus,

а

при

определении

• «недоступность» мишени за счет снижения проницаемости клеточной

стрептомицина — Е. coli. После инкубирования посевов при 37 °С в течение

стенки и клеточных мембран или «эффлюко-механизма, когда клетка как бы

18—20 ч отмечают результаты опыта по помутнению среды и ее окрашиванию

«выталкивает» из себя антибиотик.

индикатором

вследствие

расщепления

глюкозы

тест-бактериями.

• инактивация препарата бактериальными ферментами. Некоторые

Концентрация

антибиотика

определяется умножением

наибольшего

бактерии способны продуцировать особые ферменты, которые делают

разведения исследуемой жидкости,

задерживающей

рост

тест-бактерий, на

препараты неактивными (например, бета-лактамазы, аминогликозид-

минимальную концентрацию

эталонного

антибиотика,

задерживающего

модифицирующие ферменты, хлорамфениколацетилтрансфераза). Бета-

рост тех же тест-бактерий. Например, если максимальное разведение

лактамазы — это ферменты, разрушающие бета-лактамное кольцо с

исследуемой жидкости, задерживающее рост тест-бактерий, равно 1 :1024, а

образованием неактивных соединений. Гены, кодирующие эти ферменты,

минимальная

концентрация

эталонного

антибиотика, задерживающего рост

широко распространены среди бактерий и могут быть как в составе хромосо-

тех же тест-бактерий, 0,313 мкг/мл, то произведение

1024-

0,313=320 мкг/мл

мы, так и в составе плазмиды.

составляет концентрацию антибиотика в 1 мл.

Для борьбы с инактивирующим действием бета-лактамаз используют вещества

Определение способности S. aureus продуцировать бета-лактамазу. В

— ингибиторы (например, клавулановую кислоту, сульбактам, тазобактам).

колбу с 0,5 мл суточной бульонной культуры стандартного штамма

Эти вещества содержат в своем составе бета-лактамное кольцо и способны

стафилококка, чувствительного к пенициллину, вносят 20 мл расплавленного и

связываться с бета-лактамазами, предотвращая их разрушительное действие на

охлажденного до 45 °С питательного агара, перемешивают и выливают в

бета-лактамы. При этом собственная антибактериальная активность таких

чашку Петри. После застывания агара в центр чашки на поверхность среды

ингибиторов низкая. Клавулановая кислота ингибирует большинство

помещают диск, содержащий пенициллин. По радиусам диска петлей засевают

известныхбета-лактамаз. Ее комбинируют с пеницил-линами:

исследуемые культуры. Посевы инкубируют при 37 °С до следующего дня,

амоксициллином, тикарциллином, пиперациллином.

после чего отмечают результаты опыта. О способности исследуемых бактерий

Предупредить развитие антибиотикорезистентности у бактерий практически

продуцировать бета-лакта-мазу судят по наличию роста стандартного штамма

невозможно, но необходимо использовать антимикробные препараты таким

стафилококка вокруг той или другой исследуемой культуры (вокруг диска).

образом, чтобы не способствовать развитию и распространению устойчивости

(в частности, применять антибиотики строго по показаниям, избегать их

использования с профилактической целью, через 10—15 дней ан-

тибиотикотерапии менять препарат, по возможности использовать препараты

узкого спектра действия, ограниченно применять антибиотики в ветеринарии и

не использовать их как фактор роста).

№ 47 Понятие об инфекции. Условия возникновения инфекционного

№ 48 Формы инфекции.

№ 49 Стадии развития и характерные признаки инфекционной болезни.

процесса.

В зависимости от свойств возбудителя, условий заражения,

Под инфекционной болезнью следует понимать индивидуальный случай

Термин инфекция или синоним инфекционный процесс обозначает

иммунологических особенностей макроорганизма формируются различные

определяемого лабораторно и/или клинически инфекционного состояния

совокупность физиологических и патологических восстановительно-

формы инфекционного процесса, который может протекать в виде

данного макроорганизма, обусловленного действием микробов и их токсинов,

приспособительных реакций, возникающих в восприимчивом макроорганизме

носительства, латентной инфекции и инфекционной болезни.

и сопровождающегося различными степенями нарушения гомеостаза. Это

при определенных условиях окружающей внешней среды в результате его

При носительстве возбудитель размножается, циркулирует в организме,

частный случай проявления инфекционного процесса у данного конкретного

взаимодействия с проникшими и размножающимися в нем патогенными или

происходит формирование иммунитета и очищение организма от возбудителя,

индивидуума. Об инфекционной болезни говорят тогда, когда происходит

условно-патогенными бактериями, грибами и вирусами и направленных на

но отсутствуют субъективные и клинически выявляемые симптомы болезни

нарушение функции макроорганизма, сопровождающееся формированием

поддержание постоянства внутренней среды макроорганизма (гомеостаза).

(нарушение самочувствия, лихорадка, интоксикация, признаки органной

патологического морфологического субстрата болезни.

Сходный процесс, но вызванный простейшими, гельминтами и насекомыми —

патологии). Такое течение инфекционного процесса характерно для ряда

Для инфекционного заболевания характерны определенные стадии

представителями царства Animalia, носит название инвазия.

вирусных и бактериальных инфекций (вирусного гепатита А, полиомиелита,

развития:

В основе инфекционного процесса лежит феномен паразитизма, т. е. такой

менингококковой инфекции и некоторых других). О подобном течении

1. Инкубационный период — время, которое проходит с момента заражения до

формы взаимоотношений между двумя организмами разных видов, при

инфекционного процесса можно судить по наличию специфических антител у

начала клинических проявлений болезни. В зависимости от свойств

которой один из них, называемый паразитом, использует другого, называ-

лиц, не имевших клинических проявлений данной инфекционной болезни и не

возбудителя, иммунного статуса макроорганизма, характера взаимоотношений

емого хозяином, в качестве источника питания и как место постоянного или

иммунизированных против нее.

между макро- и микроорганизмом инкубационный период может колебаться от

временного обитания, причем оба организма находятся между собой в

В соответствии с носительством конкретных типов возбудителей

нескольких часов до нескольких месяцев и даже лет;

антагонистических отношениях. В отличие от сапрофитического образа

применяют термины

«бактерионосительство» («бациллоносительство»),

2. Продромальный период — время появления первых клинических симптомов

существования паразитизм — это жизнь в живой среде. Неотъемлемым

«вирусоносительство»,

«гельминтоносительство».

Термин

общего характера, неспецифических для данного заболевания, например

критерием паразитизма является патогенное воздействие паразита на организм

«паразитоносительство» обозначает носительство патогенных паразитов

слабость, быстрая утомляемость, отсутствие аппетита и т. д.;

хозяина и ответная, защитная реакция со стороны организма хозяина.

вообще или носительство простейших.

3. Период острых проявлений заболевания — разгар болезни. В это время

Паразитизм — свойство, закрепленное за видом и передающееся по

Различают следующие виды носительства: реконвалесцентное, иммунное,

проявляются типичные для данного заболевания симптомы: температурная

наследству. Все возбудители инфекционных и инвазионных болезней

«здоровое», инкубационное, транзиторное.

кривая, высыпания, местные поражения и т. п.;

человека, животных и растений относятся к паразитам, т. е. способны к парази-

При латентной инфекции инфекционный процесс также длительно не

4. Период реконвалесценции — период угасания и исчезновения типичных

тической форме существования в живой системе.

проявляет себя клинически, но возбудитель сохраняется в организме,

симптомов и клинического выздоровления.

Возникновение, течение и исход инфекционного процесса определяются

иммунитет не формируется и на определенном этапе при достаточно

Не всегда клиническое выздоровление сопровождается освобождением

тремя группами факторов: 1) количественные и качественные характеристики

длительном сроке наблюдения возможно появление клинических признаков

макроорганизма от микроорганизмов. Иногда на фоне полного клинического

микроба — возбудителя инфекционного процесса; 2) состояние

болезни. Такое течение инфекционного процесса наблюдается при

выздоровления практически здоровый человек продолжает выделять в

макроорганизма, степень его восприимчивости к микробу; 3) действие

туберкулезе, сифилисе, герпетической инфекции, цитомегаловирусной

окружающую среду патогенные микроорганизмы, т.е. наблюдается острое

физических, химических и биологических факторов окружающей микроб и

инфекции и др.

носительство, иногда переходящее в хроническое носительство (при брюшном

макроорганизм внешней среды, которая и обуславливает возможность уста-

Перенесенная в той или иной форме инфекции не всегда гарантирует от

тифе — пожизненное).

новления контактов между представителями разных видов, общность

повторного заражения, особенно при генетической предрасположенности,

Заразность инфекционной болезни — свойство передавать возбудителя от

территории обитания разных видов, пищевые связи, плотность и численность

обусловленной дефектами в системе специфических и неспецифических

инфицированного к здоровому восприимчивому организму. Инфекционные

популяций, особенности передачи генетической информации, особенности

защитных механизмов, или кратковременности иммунитета. Повторное

болезни характеризуются воспроизводством (размножением) заразного начала,

миграции и т. д. При этом по отношению к человеку под условиями внешней

заражение и развитие инфекции, вызванной тем же возбудителем, обычно в

способного вызвать инфекцию у восприимчивого организма.

среды прежде всего следует понимать социальные условия его

форме клинически выраженной инфекционной болезни (например, при

Инфекционные заболевания широко распространены среди населения. По

жизнедеятельности. Первые два биологических фактора являются непос-

менингококковой инфекции, скарлатине, дизентерии, роже, называются

массовости они занимают третье место после сердечно-сосудистых и

редственными участниками инфекционного процесса, развивающегося в

реинфекцией. Одновременное возникновение двух инфекционных процессов

онкологических болезней. Инфекционные болезни отрицательно влияют на

макроорганизме под действием микроба. При этом микроб определяет

называется микст-инфекцией. Возникновение инфекционного процесса,

здоровье людей и наносят значительный экономический ущерб. Существуют

специфичность инфекционного процесса, а решающий интегральный вклад

вызванного активацией нормальной флоры, населяющей кожу и слизистые

кризисные инфекционные болезни (например, ВИЧ-инфекция), которые в силу

в форму проявления инфекционного процесса, его длительность, степень

оболочки, обозначается как аутоинфекция. Последняя развивается, как

своей высокой эпидемичности и летальности угрожают всему человечеству.

тяжести проявлений и исход вносит состояние макроорганизма, прежде

правило, в результате резкого ослабления защитных механизмов, в частности

Инфекционные болезни различают по степени распространенности среди

всего факторы его неспецифической резистентности, на помощь которым

приобретенного иммунодефицита. Например в результате тяжелых

населения; условно их можно разделить на пять групп:

приходят факторы специфического приобретенного иммунитета. Третий,

оперативных вмешательств, соматических заболеваний, применения

• имеющие наибольшую распространенность (более 1000 случаев на 100 000

экологический, фактор оказывает на инфекционный процесс опосредованное

стероидных гормонов, антибиотиков широкого спектра действия с развитие

населения) — грипп, ОРВИ;

воздействие, снижая или повышая восприимчивость макроорганизма, либо

дисбактериоза, лучевых поражений и др. Возможно также на фоне инфекции,

• широко распространенные (более 100 случаев на 100 000 населения) —

снижая и повышая инфицирующую дозу и вирулентность возбудителя,

вызванной одним возбудителем; заражение и развитие инфекционного

вирусный гепатит А, шигеллезы, острые кишечные заболевания

активируя механизмы заражения и соответствующие им пути передачи

процесса, вызванного другим видом возбудителя; в этих случаях говорят о

неустановленной этиологии, скарлатина, краснуха, ветряная оспа,

инфекции, и т. д.

суперинфекции.

эпидемический паротит;

Для изучения патогенеза инфекции, разработки методов ее диагностики,

• часто встречающиеся (10—100 случаев на 100 000 населения) —

лечения и профилактики широко используют экспериментальную инфекцию,

сальмонеллезы без брюшного тифа, гастроэнтероколиты установленной

т. е. воспроизведение инфекции на лабораторных животных. Несмотря на

этиологии, вирусный гепатит В, коклюш, корь;

большое значение экспериментальной инфекции, полученные результаты

• сравнительно малораспространенные (1—10 случаев на 100 000 населения)

применительно к человеку нуждаются в подтверждении в клинических

— брюшной тиф, паратифы, иерсиниозы, бруцеллез, менингококковая

условиях.

инфекция, клещевой энцефалит, геморрагические лихорадки;

• редко встречающиеся (менее 1 случая на 100 000 населения) — полиомиелит,

лептоспироз, дифтерия, туляремия, риккетсиозы, малярия, сибирская язва,

столбняк, бешенство.

№ 53 Комплемент, его структура, функции, пути активации, роль в

№ 54 Интерфероны, природа. Способы получения и применения.

№ 55 Видовой (наследственный) иммунитет.

иммунитете.

Интерферон относится к важным защитным белкам иммунной системы.

Врожденный, иди видовой, иммунитет, он же наследственный,

Природа и характеристика комплемента. Комплемент является одним из

Открыт при изучении интерференции вирусов, т. е. явления, когда животные

генетический, конституциональный — это выработанная в процессе

важных факторов гуморального иммунитета, играющим роль в защите

или культуры клеток, инфицированные одним вирусом, становились нечувс-

филогенеза генетически закрепленная, передающаяся по наследству невоспри-

организма от антигенов. Комплемент представляет собой сложный комплекс

твительными к заражению другим вирусом. Оказалось, что интерференция

имчивость данного вида и его индивидов к какому-либо антигену (или

белков сыворотки крови, находящийся обычно в неактивном состоянии и

обусловлена образующимся при этом белком, обладающим защитным

микроорганизму), обусловленная биологическими особенностями самого

активирующийся при соединении антигена с антителом или при агрегации

противовирусным свойством. Этот белок назвали интерфероном.

организма, свойствами данного антигена, а также особенностями их

антигена. В состав комплемента входят 20 взаимодействующих между собой

Интерферон представляет собой семейство белков-гликопротеидов, которые

взаимодействия.

белков, девять из которых являются основными компонентами комплемента;

синтезируются клетками иммунной системы и соединительной ткани. В

Примером может служить невосприимчивость человека к некоторым

их обозначают цифрами: С1, С2, СЗ, С4... С9. Важную роль играют также

зависимости от того, какими клетками синтезируется интерферон, выделяют

возбудителям, в том числе к особо опасным для сельскохозяйственных

факторы В, D и Р (пропердин). Белки комплемента относятся к глобулинам и

три типа: α, β и γ-интерфероны.

животных (чума крупного рогатого скота, болезнь Ньюкасла, поражающая

отличаются между собой по ряду физико-химических свойств. В частности,

Альфа-интерферон вырабатывается лейкоцитами и он получил название

птиц, оспа лошадей и др.), нечувствительность человека к бактериофагам,

они существенно различаются по молекулярной массе, а также имеют сложный

лейкоцитарного; бета-интерферон называют фибробластным, поскольку он

поражающим клетки бактерий. К генетическому иммунитету можно также

субъединичный состав: Cl-Clq, Clr, Cls; СЗ-СЗа, СЗЬ; С5-С5а, С5b и т. д.

синтезируется фибробластами — клетками соединительной ткани, а гамма-

отнести отсутствие взаимных иммунных реакций на тканевые антигены у

Компоненты комплемента синтезируются в большом количестве (составляют

интерферон — иммунным, так как он вырабатывается активированными Т-

однояйцовых близнецов; различают чувствительность к одним и тем же

5—10% от всех белков крови), часть из них образуют фагоциты.

лимфоцитами, макрофагами, естественными киллерами, т. е. иммунными

антигенам у различных линий животных, т. е. животных с различным

Функции комплемента многообразны: а) участвует в лизисе микробных и

клетками.

генотипом.

других клеток (цитотоксическое действие); б) обладает хемотаксической

Интерферон синтезируется в организме постоянно, и его концентрация в крови

Объяснить видовой иммунитет можно с разных позиций, прежде всего

активностью; в) принимает участие в анафилаксии; г) участвует в фагоцитозе.

держится на уровне примерно 2 МЕ/мл (1 международная единица — ME —

отсутствием у того или иного вида рецепторного аппарата, обеспечивающего

Следовательно,

комплемент

является

компонентом

многих

это количество интерферона, защищающее культуру клеток от 1 ЦПД50

первый этап взаимодействия данного антигена с клетками или молекулами-

иммунологических реакций, направленных на освобождение организма от

вируса). Выработка интерферона резко возрастает при инфицировании виру-

мишенями, определяющими запуск патологического процесса или активацию

микробов и других чужеродных клеток и антигенов (например, опухолевых

сами, а также при воздействии индукторов интерферона, например РНК, ДНК,

иммунной системы. Не исключены также возможность быстрой деструкции

клеток, трансплантата).

сложных полимеров. Такие индукторы интерферона получили название

антигена, например, ферментами организма или же отсутствие условий для

Механизм активации комплемента очень сложен и представляет собой

интерфероногенов.

приживления и размножения микроба (бактерий, вирусов) в организме. В

каскад ферментативных протеолитических реакций, в результате которого

Помимо противовирусного действия интерферон обладает противоопухолевой

конечном итоге это обусловлено генетическими особенностями вида, в час-

образуется активный цитолитический комплекс, разрушающий стенку

защитой, так как задерживает пролиферацию (размножение) опухолевых

тности отсутствием генов иммунного ответа к данному антигену.

бактерии и других клеток. Известны три пути активации комплемента:

клеток, а также иммуномодулирующей активностью, стимулируя фагоцитоз,

Видовой иммунитет может быть абсолютным и относительным. Например,

классический, альтернативный и лектиновый.

естественные киллеры, регулируя антителообразование В-клетками, активируя

нечувствительные к столбнячному токсину лягушки могут реагировать на его

По классическому пути комплемент активируется комплексом антиген-

экспрессию главного комплекса гистосовместимости.

введение, если повысить температуру их тела. Белые мыши, не чувствительные

антитело. Для этого достаточно участия в связывании антигена одной

Механизм действия интерферона сложен. Интерферон непосредственно на

к какому-либо антигену, приобретают способность реагировать на него, если

молекулы IgM или двух молекул IgG. Процесс начинается с присоединения к

вирус вне клетки не действует, а связывается со специальными рецепторами

воздействовать на них иммунодепрессантами или удалить у них центральный

комплексу АГ+АТ компонента С1, который распадается на субъединицы Clq,

клеток и оказывает влияние на процесс репродукции вируса внутри клетки на

орган иммунитета — тимус.

Clr и С Is.

Далее

в реакции

участвуют последовательно активированные

стадии синтеза белков.

«ранние» компоненты комплемента в такой последовательности: С4, С2, СЗ.

Применение интерферона. Действие интерферона тем эффективнее, чем

Эта реакция имеет характер усиливающегося каскада, т. е. когда одна молекула

раньше он начинает синтезироваться или поступать в организм извне. Поэтому

предыдущего

компонента

активирует несколько

молекул последующего.

его используют с профилактической целью при многих вирусных инфекциях,

«Ранний» компонент комплемента С3 активирует компонент С5, который

например гриппе, а также с лечебной целью при хронических вирусных

обладает свойством прикрепляться к мембране клетки. На компоненте С5

инфекциях, таких как парентеральные гепатиты (В, С, D), герпес, рассеянный

путем последовательного присоединения «поздних» компонентов С6, С7, С8,

склероз и др. Интерферон дает положительные результаты при лечении

С9 образуется литический или мембраноатакующий комплекс который

злокачественных опухолей и заболеваний, связанных с иммунодефицитами.

нарушает целостность мембраны (образует в ней отверстие), и клетка погибает

Интерфероны обладают видоспецифичностью, т. е. интерферон человека менее

в результате осмотического лизиса.

эффективен для животных и наоборот. Однако эта видоспецифичность

Альтернативный путь активации комплемента проходит без участия антител.

относительна.

Этот путь характерен для защиты от грамотрицательных микробов. Каскадная

Получение интерферона. Получают интерферон двумя способами: а) путем

цепная реакция при альтернативном пути начинается с взаимодействия

инфицирования лейкоцитов или лимфоцитов крови человека безопасным

антигена (например, полисахарида) с протеинами В, D и пропердином (Р) с

вирусом, в результате чего инфицированные клетки синтезируют интерферон,

последующей активацией компонента СЗ. Далее реакция идет так же, как и при

который затем выделяют и конструируют из него препараты интерферона; б)

классическом пути — образуется мембраноатакующий комплекс.

генно-инженерным способом — путем выращивания в производственных

Лектиновыи путь активации комплемента также происходит без участия

условиях рекомбинантных штаммов бактерий, способных продуцировать

антител. Он инициируется особым маннозосвязывающим белком сыворотки

интерферон. Обычно используют рекомбинантные штаммы псевдомонад,

крови, который после взаимодействия с остатками маннозы на поверхности

кишечной палочки со встроенными в их ДНК генами интерферона.

микробных клеток катализирует С4. Дальнейший каскад реакций сходен с

Интерферон, полученный генно-инженерным способом, носит название

классическим путем.

рекомбинантного. В нашей стране рекомбинантный интерферон получил

В процессе активации комплемента образуются продукты протеолиза его

официальное название «Реаферон». Производство этого препарата во многом

компонентов — субъединицы СЗа и СЗb, С5а и С5b и другие, которые

эффективнее и дешевле, чем лейкоцитарного.

обладают высокой биологической активностью. Например, СЗа и С5а

Рекомбинантный интерферон нашел широкое применение в медицине как

принимают

участие

в

анафилактических

реакциях,

являются

профилактическое и лечебное средство при вирусных инфекциях,

хемоаттрактантами, СЗb — играет роль в опсонизации объектов фагоцитоза, и

новообразованиях и при иммунодефицитах.

т. д. Сложная каскадная реакция комплемента происходит с участием ионов

Са2+ и Mg2+.

№ 56 Понятие об иммунитете. Виды иммунитета.

№ 57 Структура и функции иммунной системы. Кооперация

№ 58 Иммунокомпетентные клетки. Т- и В-лимфоциты, макрофаги, их

иммунокомпетентных клеток.

кооперация.

Иммунитет – это способ защиты организма от генетически чужеродных

веществ – антигенов экзогенного и эндогенного происхождения, направленный

Структура иммунной системы. Иммунная система представлена лимфоидной

Иммунокомпетентные клетки - клетки, способные специфически

на поддержание и сохранение гомеостаза, структурной и функциональной

тканью. Это специализированная, анатомически обособленная ткань,

распознавать антиген и отвечать на него иммунной реакцией. Такими клетками

целостности организма, биологической (антигенной)индивидуальности

разбросанная по всему организму в виде различных лимфоидных образований.

являются Т- и В-лимфоциты (тимусзависимые и костномозговые лимфоциты),

каждого организма и вида в целом.

К лимфоидной ткани относятся вилочковая, или зобная, железа, костный мозг,

которые под влиянием чужеродных агентов дифференцируются в

Различают несколько основных видов иммунитета.

селезенка, лимфатические узлы (групповые лимфатические фолликулы, или

сенсибилизированный лимфоцит и плазматическую клетку.

Врожденный, иди видовой, иммунитет, он же наследственный,

пейеровы бляшки, миндалины, подмышечные, паховые и другие

Т-лимфоциты – это сложная по составу группа клеток, которая происходит от

генетический, конституциональный — это выработанная в процессе

лимфатические образования, разбросанные по всему организму), а также

полипотентной стволовой клетки костного мозга, а созревает и

филогенеза генетически закрепленная, передающаяся по наследству невоспри-

циркулирующие в крови лимфоциты. Лимфоидная ткань состоит из

дифференцируется в тимусе из предшественников. Т-лимфоциты разделяются

имчивость данного вида и его индивидов к какому-либо антигену (или

ретикулярных клеток, составляющих остов ткани, и лимфоцитов, находящихся

на две субпопуляции: иммунорегуляторы и эффекторы. Задачу регуляции

микроорганизму), обусловленная биологическими особенностями самого

между этими клетками. Основными функциональными клетками иммунной

иммунного ответа выполняют Т-хелперы. Эффекторную функцияю

организма, свойствами данного антигена, а также особенностями их

системы являются лимфоциты, подразделяющиеся на Т- и В-лимфоциты и их

осуществляют Т-киллеры и естественные киллеры. В орагнизме Т-лимфоциты

взаимодействия.

субпопуляции. Общее число лимфоцитов в человеческом организме достигает

обеспечивают клеточные формы иммунного ответа, определяют силу и

Примером может служить невосприимчивость человека к некоторым

1012, а общая масса лимфоидной ткани составляет примерно 1—2 % от массы

продолжительность иммунной реакции.

возбудителям, в том числе к особо опасным для сельскохозяйственных

тела.

B-лимфоциты – преимущественно эффекторные иммунокомпетентные

животных (чума крупного рогатого скота, болезнь Ньюкасла, поражающая

Лимфоидные органы делят на центральные (первичные) и периферические

клетки. Зрелые В-лимфоциты и их потомки – плазматические клетки являются

птиц, оспа лошадей и др.), нечувствительность человека к бактериофагам,

(вторичные).

антителопродуцентами.

Их

основными

продуктами

являются

поражающим клетки бактерий. К генетическому иммунитету можно также

Функции иммунной системы. Иммунная система выполняет функцию

иммуноглобулины. В-лимфоциты участвуют в формировании гуморального

отнести отсутствие взаимных иммунных реакций на тканевые антигены у

специфической зашиты от антигенов, представляющую собой лимфоидную

иммунитета, В-клеточной иммунологической памяти и гиперчувствительности

однояйцовых близнецов; различают чувствительность к одним и тем же

ткань, способную комплексом клеточных и гуморальных реакций,

немедленного типа.

антигенам у различных линий животных, т. е. животных с различным

осуществляемых с помощью набора иммунореагентов, нейтрализовать,

Макрофаги - клетки соединительной ткани, способные к активному захвату и

генотипом.

обезвредить, удалить, разрушить генетически чужеродный антиген, попавший

перевариванию бактерий, остатков клеток и других чужеродных для организма

Видовой иммунитет может быть абсолютным и относительным. Например,

в организм извне или образовавшийся в самом организме.

частиц. Основная функция макрофагов сводится к борьбе с теми бактериями,

нечувствительные к столбнячному токсину лягушки могут реагировать на его

Специфическая функция иммунной системы в обезвреживании антигенов

вирусами и простейшими, которые могут существовать внутри клетки-хозяина,

введение, если повысить температуру их тела. Белые мыши, не чувствительные

дополняется комплексом механизмов и реакций неспецифического характера,

при помощи мощных бактерицидных механизмов. Роль макрофагов в

к какому-либо антигену, приобретают способность реагировать на него, если

направленных на обеспечение резистентности организма к воздействию любых

иммунитете исключительно важна - они обеспечивают фагоцитоз, переработку

воздействовать на них иммунодепрессантами или удалить у них центральный

чужеродных веществ, в том числе и антигенов.

и представление антигена T-клеткам.

орган иммунитета — тимус.

Кооперация иммунокомпетентных клеток. Иммунная реакция организма

Кооперация иммунокомпетентных клеток. Иммунная реакция организма

Приобретенный иммунитет — это невосприимчивость к антигену

может иметь различный характер, но всегда начинается с захвата антигена

может иметь различный характер, но всегда начинается с захвата антигена

чувствительного к нему организма человека, животных и пр., приобретаемая в

макрофагами крови и тканей или же со связывания со стромой лимфоидных

макрофагами крови и тканей или же со связывания со стромой лимфоидных

процессе онтогенеза в результате естественной встречи с этим антигеном

органов. Нередко антиген адсорбируется также на клетках паренхиматозных

органов. Нередко антиген адсорбируется также на клетках паренхиматозных

организма, например, при вакцинации.

органов. В макрофагах он может полностью разрушаться, но чаше

органов. В макрофагах он может полностью разрушаться, но чаше

Примером естественного приобретенного иммунитета у человека может

подвергается лишь частичной деградации. В частности, большинство

подвергается лишь частичной деградации. В частности, большинство

служить невосприимчивость к инфекции, возникающая после перенесенного

антигенов в лизосомах фагоцитов в печение часа подвергается ограниченной

антигенов в лизосомах фагоцитов в печение часа подвергается ограниченной

заболевания, так называемый постинфекционный иммунитет (например, после

денатурации и протеолизу. Оставшиеся от них пептиды (как правило, два-три

денатурации и протеолизу. Оставшиеся от них пептиды (как правило, два-три

брюшного тифа, дифтерии и других инфекций), а также «проиммуниция», т. е.

остатка аминокислот) комплексируются с экспрессированными на внешней

остатка аминокислот) комплексируются с экспрессированными на внешней

приобретение невосприимчивости к ряду микроорганизмов, обитающих в

мембране макрофагов молекулами МНС.

мембране макрофагов молекулами МНС.

окружающей среде и в организме человека и постепенно воздействующих на

Макрофаги и все другие вспомогательные клетки, несущие на внешней

Макрофаги и все другие вспомогательные клетки, несущие на внешней

иммунную систему своими антигенами.

мембране антигены, называются антигенпрезентирующими, именно благодаря

мембране антигены, называются антигенпрезентирующими, именно благодаря

В отличие от приобретенного иммунитета в результате перенесенного

им Т- и В-лимфоциты, выполняя функцию презентации, позволяют быстро

им Т- и В-лимфоциты, выполняя функцию презентации, позволяют быстро

инфекционного заболевания или «скрытной» иммунизации, на практике

распознавать антиген.

распознавать антиген.

широко используют преднамеренную иммунизацию антигенами для создания к

Иммунный ответ в виде антителообразования происходит при распознавании

Иммунный ответ в виде антителообразования происходит при распознавании

ним невосприимчивости организма. С этой целью применяют вакцинацию, а

В-клетками антигена, который индуцирует их пролиферацию и

В-клетками антигена, который индуцирует их пролиферацию и

также введение специфических иммуноглобулинов, сывороточных препаратов

дифференциацию в плазмоцит. Прямое воздействие на В-клетку без участия Т-

дифференциацию в плазмоцит. Прямое воздействие на В-клетку без участия Т-

или иммунокомпетентных клеток. Приобретаемый при этом иммунитет

клеток могут оказать только тимуснезависимые антигены. В этом случае В-

клеток могут оказать только тимуснезависимые антигены. В этом случае В-

называют поствакцинальным, и служит он для защиты от возбудителей

клетки кооперируются с Т-хелперами и макрофагами. Кооперация на тимусза-

клетки кооперируются с Т-хелперами и макрофагами. Кооперация на тимусза-

инфекционных болезней, а также других чужеродных антигенов.

висимый антиген начинается с его презентации на макрофаге Т-хелперу. В

висимый антиген начинается с его презентации на макрофаге Т-хелперу. В

Приобретенный иммунитет может быть активным и пассивным.

механизме этого распознавания ключевую роль имеют молекулы МНС, так как

механизме этого распознавания ключевую роль имеют молекулы МНС, так как

Активный иммунитет обусловлен активной реакцией, активным вовлечением в

рецепторы Т-хелперов распознают номинальный антиген как комплекс в целом

рецепторы Т-хелперов распознают номинальный антиген как комплекс в целом

процесс иммунной системы при встрече с данным антигеном (например,

или же как модифицированные номинальным антигеном молекулы МНС,

или же как модифицированные номинальным антигеном молекулы МНС,

поствакцинальный, постинфекционный иммунитет), а пассивный иммунитет

приобретшие чужеродность. Распознав антиген, Т-хелперы секретируют γ-

приобретшие чужеродность. Распознав антиген, Т-хелперы секретируют γ-

формируется за счет введения в организм уже готовых иммунореагентов,

интерферон, который активирует макрофаги и способствует уничтожению

интерферон, который активирует макрофаги и способствует уничтожению

способных обеспечить защиту от антигена. К таким иммунореагентам отно-

захваченных ими микроорганизмов. Хелперный эффект на В-клетки

захваченных ими микроорганизмов. Хелперный эффект на В-клетки

сятся антитела, т. е. специфические иммуноглобулины и иммунные сыворотки,

проявляется пролиферацией и дифференциацией их в плазмоциты. В

проявляется пролиферацией и дифференциацией их в плазмоциты. В

а также иммунные лимфоциты. Иммуноглобулины широко используют для

распознавании антигена при клеточном характере иммунного ответа, кроме Т-

распознавании антигена при клеточном характере иммунного ответа, кроме Т-

пассивной иммунизации, а также для специфического лечения при многих

хелперов, участвуют также Т-киллеры, которые обнаруживают антиген на тех

хелперов, участвуют также Т-киллеры, которые обнаруживают антиген на тех

инфекциях (дифтерия, ботулизм, бешенство, корь и др.). Пассивный иммуни-

антигенпрезентирующих клетках, где он комплексируется с молекулами МНС.

антигенпрезентирующих клетках, где он комплексируется с молекулами МНС.

тет у новорожденных детей создается иммуноглобулинами при плацентарной

Более того, Т-киллеры, обусловливающие цитолиз, способны распознавать не

Более того, Т-киллеры, обусловливающие цитолиз, способны распознавать не

внутриутробной передаче антител от матери ребенку ииграет существенную

только трансформированный, но и нативный антиген. Приобретая способность

только трансформированный, но и нативный антиген. Приобретая способность

роль в защите от многих детских инфекций в первые месяцы жизни ребенка.

вызывать цитолиз, Т-киллеры связываются с комплексом антиген + молекулы

вызывать цитолиз, Т-киллеры связываются с комплексом антиген + молекулы

Поскольку в формировании иммунитета принимают участие клетки

МНС класса 1 на клетках-мишенях; привлекают к месту соприкосновения с

МНС класса 1 на клетках-мишенях; привлекают к месту соприкосновения с

иммунной системы и гуморальные факторы, принято активный иммунитет

ними цитоплазма-тические гранулы; повреждают мембраны мишеней после

ними цитоплазма-тические гранулы; повреждают мембраны мишеней после

дифференцировать в зависимости от того, какой из компонентов иммунных

экзоцитоза их содержимого.

экзоцитоза их содержимого.

реакций играет ведущую роль в формировании защиты от антигена. В связи с

В результате продуцируемые Т-киллерами лимфотоксины вызывают гибель

В результате продуцируемые Т-киллерами лимфотоксины вызывают гибель

этим различают клеточный, гуморальный, клеточно-гуморальный и

всех трансформированных клеток организма, причем особенно чувствительны

всех трансформированных клеток организма, причем особенно чувствительны

гуморально-клеточ-ный иммунитет.

к нему клетки, зараженные вирусом. При этом наряду с лимфотоксином

к нему клетки, зараженные вирусом. При этом наряду с лимфотоксином

Примером клеточного иммунитета может служить противоопухолевый, а

активированные Т-киллеры синтезируют интерферон, который препятствует

активированные Т-киллеры синтезируют интерферон, который препятствует

также трансплантационный иммунитет, когда ведущую роль в иммунитете

проникновению вирусов в окружающие клетки и индуцирует в клетках

проникновению вирусов в окружающие клетки и индуцирует в клетках

играют цитотоксические Т-лимфоциты-киллеры; иммунитет при ток-

образование рецепторов лимфотоксина, тем самым повышая их

образование рецепторов лимфотоксина, тем самым повышая их

синемических инфекциях (столбняк, ботулизм, дифтерия) обусловлен в

чувствительность к литическому действию Т-киллеров.

чувствительность к литическому действию Т-киллеров.

основном антителами (антитоксинами); при туберкулезе ведущую роль играют

Кооперируясь в распознавании и элиминации антигенов, Т-хелперы и Т-

Кооперируясь в распознавании и элиминации антигенов, Т-хелперы и Т-

иммунокомпетентные клетки (лимфоциты, фагоциты) с участием

киллеры не только активируют друг друга и своих предшественников, но и

киллеры не только активируют друг друга и своих предшественников, но и

специфических антител; при некоторых вирусных инфекциях (натуральная

макрофагов. Те же, в свою очередь, стимулируют активность различных

макрофагов. Те же, в свою очередь, стимулируют активность различных

оспа, корь и др.) роль в защите играют специфические антитела, а также клетки

субпопуляций лимфоцитов.

субпопуляций лимфоцитов.

иммунной системы.

Регуляция клеточного иммунного ответа, как и гуморального, осуществляется

Регуляция клеточного иммунного ответа, как и гуморального, осуществляется

В инфекционной и неинфекционной патологии и иммунологии для

Т-супрессорами, которые воздействуют на пролиферацию цитотоксических и

Т-супрессорами, которые воздействуют на пролиферацию цитотоксических и

уточнения характера иммунитета в зависимости от природы и свойств

антигенпрезентирующих клеток.

антигенпрезентирующих клеток.

антигена пользуются также такой терминологией: антитоксический, противо-

Цитокины.

Все

процессы

кооперативных

взаимодействий

им-

Цитокины.

Все

процессы

кооперативных

взаимодействий

им-

вирусный, противогрибковый, противобактериальный, противопротозойный,

мунокомпетентных клеток, независимо от характера иммунного ответа,

мунокомпетентных клеток, независимо от характера иммунного ответа,

трансплантационный, противоопухолевый и другие виды иммунитета.

обусловливаются особыми веществами с медиаторными свойствами, которые

обусловливаются особыми веществами с медиаторными свойствами, которые

Наконец, иммунное состояние, т. е. активный иммунитет, может

секретируются Т-хелперами, Т-киллерами, мононуклеарными фагоцитами и

секретируются Т-хелперами, Т-киллерами, мононуклеарными фагоцитами и

поддерживаться, сохраняться либо в отсутствие, либо только в присутствии

некоторыми другими клетками, участвующими в реализации клеточного

некоторыми другими клетками, участвующими в реализации клеточного

антигена в организме. В первом случае антиген играет роль пускового фактора,

иммунитета. Все их многообразие принято называть цитокинами. По структуре

иммунитета. Все их многообразие принято называть цитокинами. По структуре

а иммунитет называют стерильным. Во втором случае иммунитет трактуют как

цитокины являются протеинами, а по эффекту действия — медиаторами.

цитокины являются протеинами, а по эффекту действия — медиаторами.

нестерильный. Примером стерильного иммунитета является поствакцинальный

Вырабатываются они при иммунных реакциях и обладают потенциирующим и

Вырабатываются они при иммунных реакциях и обладают потенциирующим и

иммунитет при введении убитых вакцин, а нестерильного— иммунитет при

аддитивным действием; быстро синтезируясь, цитокины расходуются в

аддитивным действием; быстро синтезируясь, цитокины расходуются в

туберкулезе, который сохраняется только в присутствии в организме

короткие сроки. При угасании иммунной реакции синтез цитокинов

короткие сроки. При угасании иммунной реакции синтез цитокинов

микобактерий туберкулеза.

прекращается.

прекращается.

Иммунитет (резистентность к антигену) может быть системным, т. е.

генерализованным, и местным, при котором наблюдается более выраженная

резистентность отдельных органов и тканей, например слизистых верхних

дыхательных путей (поэтому иногда его называют мукозальным).

№ 59 Иммуноглобулины, структура и функции.

№ 60 Классы иммуноглобулинов, их характеристика.

№ 61 Антигены: определение, основные свойства. Антигены

бактериальной клетки.

Природа иммуноглобулинов. В ответ на введение антигена иммунная систе-

Иммуноглобулины по структуре, антигенным и иммунобиологическим

ма вырабатывает антитела — белки, способные специфически соединяться с

свойствам разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD.

Антиген – это биополимер органической природы, генетически чужеродный

антигеном, вызвавшим их образование, и таким образом участвовать в

Иммуноглобулин класса G. Изотип G составляет основную массу Ig

для макроорганизма, который при попадании в последний распознаётся его

иммунологических реакциях. Относятся антитела к γ-глобулинам, т. е.

сыворотки крови. На его долю приходится 70—80 % всех сывороточных Ig,

иммунной системой и вызывает иммунные реакции, направленные на его

наименее подвижной в электрическом поле фракции белков сыворотки крови.

при этом 50 % содержится в тканевой жидкости. Среднее содержание IgG в

устранение.

В организме γ-глобулины вырабатываются особыми клетками —

сыворотке крови здорового взрослого человека 12 г/л. Период полураспада IgG

Антигены обладают рядом характерных свойств: антигенностью,

плазмоцитами. γ-глобулины, несущие функции антител, получили название

— 21 день.

специфичностью и иммуногенностью.

иммуноглобулинов и обозначаются символом Ig. Следовательно, антитела —

IgG — мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра (может одновременно

Антигенность. Под антигенностью понимают потенциальную способность

это иммуноглобулины, вырабатываемые в ответ на введение антигена и

связать 2 молекулы антигена, следовательно, его валентность равна 2),

молекулы антигена активировать компоненты иммунной системы и

способные специфически взаимодействовать с этим же антигеном.

молекулярную массу около 160 кДа и константу седиментации 7S. Различают

специфически взаимодействовать с факторами иммунитета (антитела, клон

Функции. Первичная функция состоит во взаимодсйствии их активных

подтипы Gl, G2, G3 и G4. Синтезируется зрелыми В-лимфоцитами и

эффекторных лимфоцитов). Иными словами, антиген должен выступать

центров с комплементарными им детерминантами антигенов. Вторичная

плазматическими клетками. Хорошо определяется в сыворотке крови на пике

специфическим раздражителем по отношению к иммунокомпетентным клет-

функция состоит в их способности:

первичного и при вторичном иммунном ответе.

кам. При этом взаимодействие компоненты иммунной системы происходит не

• связывать антиген с целью его нейтрализации и элиминации из организма, т.

Обладает высокой аффинностью. IgGl и IgG3 связывают комплемент, причем

со всей молекулой одновременно, а только с ее небольшим участком, который

е. принимать участие в формировании защиты от антигена;

G3 активнее,

чем Gl.

IgG4, подобно IgE,

обладает

цитофильностью

получил название «антигенная детерминанта», или «эпитоп».

• участвовать в распознавании «чужого» антигена;

(тропностью, или сродством, к тучным клеткам и базофилам) и участвует в

Чужеродность является обязательным условием для реализации антигенности.

• обеспечивать кооперацию иммунокомпетентных клеток (макрофагов, Т- и В-

развитии аллергической реакции I типа. В иммунодиагностических реакциях

По этому критерию система приобретенного иммунитета дифференцирует

лимфоцитов);

IgG может проявлять себя как неполное антитело.

потенциально опасные объекты биологического мира, синтезированные с

• участвовать в различных формах иммунного ответа (фагоцитоз, киллерная

Легко проходит через плацентарный барьер и обеспечивает гуморальный

чужеродной генетической матрицы. Понятие «чужеродность» относительное,

функция, ГНТ, ГЗТ, иммунологическая толерантность, иммунологическая

иммунитет новорожденного в первые 3—4 месяца жизни. Способен также

так как имму-нокомпетентные клетки не способны напрямую анализировать

память).

выделяться в секрет слизистых, в том числе в молоко путем диффузии.

чужеродный генетический код. Они воспринимают лишь опосредованную

Структура антител. Белки иммуноглобулинов по химическому составу

IgG обеспечивает нейтрализацию, опсонизацию и маркирование антигена,

информацию, которая, как в зеркале, отражена в молекулярной структуре

относятся к гликопротеидам, так как состоят из протеина и Сахаров;

осуществляет

запуск

комплемент-опосредованного

цитолиза

и

вещества.

построены из 18 аминокислот. Имеют видовые отличия, связанные главным

антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.

Иммуногенность — потенциальная способность антигена вызывать по

образом с набором аминокислот. Их молекулы имеют цилиндрическую форму,

Иммуноглобулин класса М. Наиболее крупная молекула из всех Ig. Это

отношению к себе в макроорганизме специфическую защитную реакцию.

они видны в электронном микроскопе. До 80 % иммуноглобулинов имеют

пентамер, который имеет 10 антигенсвязывающих центров, т. е. его

Степень иммуногенности зависит от ряда факторов, которые можно

константу седиментации 7S; устойчивы к слабым кислотам, щелочам,

валентность равна 10. Молекулярная масса его около 900 кДа, константа седи-

объединить в три группы: 1. Молекулярные особенности антигена; 2. Клиренс

нагреванию до 60 °С. Выделить иммуноглобулины из сыворотки крови можно

ментации 19S. Различают подтипы Ml и М2. Тяжелые цепи молекулы IgM в

антигена в организме; 3. Реактивность макроорганизма.

физическими и химическими методами (электрофорез, изоэлектрическое

отличие от других изотипов построены из 5 доменов. Период полураспада IgM

К первой группе факторов отнесены природа, химический состав,

осаждение спиртом и кислотами, высаливание, аффинная хроматография и

— 5 дней.

молекулярный вес, структура и некоторые другие характеристики.

др.). Эти методы используют в производстве при приготовлении иммуно-

На его долю приходится около 5—10 % всех сывороточных Ig. Среднее

Иммуногенность в значительной степени зависит от природы антигена. Важна

биологических препаратов.

содержание IgM в сыворотке крови здорового взрослого человека составляет

также оптическая изомерия аминокислот, составляющих молекулу белка.

Иммуноглобулины по структуре, антигенным и иммунобиологическим

около 1 г/л. Этот уровень у человека достигается уже к 2—4-летнему возрасту.

Большое значение имеет размер и молекулярная масса антигена. На степень

свойствам разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD.

IgM филогенетически — наиболее древний иммуноглобулин. Синтезируется

иммуногенности также оказывает влияние пространственная структура анти-

Иммуноглобулины М, G, А имеют подклассы. Например, IgG имеет четыре

предшественниками и зрелыми В-лимфоцитами. Образуется в начале

гена. Оказалась также существенной стерическая стабильность молекулы

подкласса (IgG,, IgG2, IgG3, IgG4). Все классы и подклассы различаются по

первичного иммунного ответа, также первым начинает синтезироваться в

антигена. Еще одним важным условием иммуногенности является

аминокислотной последовательности.

организме новорожденного — определяется уже на 20-й неделе

растворимость антигена.

Молекулы иммуноглобулинов всех пяти классов состоят из полипептидных

внутриутробного развития.

Вторая группа факторов связана с динамикой поступления антигена в организм

цепей: двух одинаковых тяжелых цепей Н и двух одинаковых легких цепей —

Обладает высокой авидностью, наиболее эффективный активатор комплемента

и его выведения. Так, хорошо известна зависимость иммуногенности антигена

L, соединенных между собой дисульфидными мостиками. Соответственно

по классическому пути. Участвует в формировании сывороточного и

от способа его введения. На иммунный ответ влияет количество поступающего

каждому классу иммуноглобулинов, т.е. М, G, A, E, D, различают пять типов

секреторного гуморального иммунитета. Являясь полимерной молекулой,

антигена: чем его больше, тем более выражен иммунный ответ.

тяжелых цепей: μ (мю), γ (гамма), α (альфа), ε (эпсилон) и

(дельта),

содержащей J-цепь, может образовывать секреторную форму и выделяться в

Третья группа объединяет факторы, определяющие зависимость

различающихся по антигенности. Легкие цепи всех пяти классов являются

секрет слизистых, в том числе в молоко. Большая часть нормальных антител и

иммуногенности от состояния макроорганизма. В этой связи на первый план

общими и бывают двух типов: κ (каппа) и λ (ламбда); L-цепи

изоагглютининов относится к IgM.

выступают наследственные факторы.

иммуноглобулинов различных классов могут вступать в

соединение

Не проходит через плаценту. Обнаружение специфических антител изотипа М

Специфичностью называют способность антигена индуцировать иммунный

(рекомбинироваться) как с гомологичными, так и с гетерологичными Н-

в сыворотке крови новорожденного указывает на бывшую внутриутробную

ответ к строго определенному эпитопу. Это свойство обусловлено

цепями. Однако в одной и той же молекуле могут быть только идентичные L-

инфекцию или дефект плаценты.

особенностями формирования иммунного ответа — необходима

цепи (κ или λ). Как в Н-, так и в L-цепях имеется вариабельная — V область, в

IgM обеспечивает нейтрализацию, опсонизацию и маркирование антигена,

комплементарность рецепторного аппарата иммунокомпетентных клеток к

которой последовательность аминокислот непостоянна, и константная — С

осуществляет

запуск

комплемент-опосредованного

цитолиза

и

конкретной антигенной детерминанте. Поэтому специфичность антигена во

область с постоянным набором аминокислот. В легких и тяжелых цепях

антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.

многом определяется свойствами составляющих его эпитопов. Однако при

различают NH2- и СООН-концевые группы.

Иммуноглобулин класса А. Существует в сывороточной и секреторной

этом следует учитывать условность границ эпитопов, их структурное

При обработке γ -глобулина меркаптоэтанолом разрушаются дисульфидные

формах. Около 60 % всех IgA содержится в секретах слизистых.

разнообразие и гетерогенность клонов антигенреактивных лимфоцитовой

связи и молекула иммуноглобулина распадается на отдельные цепи

Сывороточный IgA: На его долю приходится около 10—15% всех

специфичности. В результате этого организм на антигенное раздражение

полипептидов. При воздействии протеолитическим ферментом папаином

сывороточных Ig. В сыворотке крови здорового взрослого человека

всегда отвечает поликлональными иммунным ответом.

иммуноглобулин расщепляется на три фрагмента: два не кристаллизующихся,

содержится около 2,5 г/л IgA, максимум достигается к 10-летнему возрасту.

Антигены бактериальной клетки. В структуре бактериальной клетки разли-

содержащих детерминантные группы к антигену и названных Fab-

Период полураспада IgA — 6 дней.

чают жгутиковые, соматические, капсульные и некоторые другие антигены.

фрагментами I и II и один кристаллизующий Fc-фрагмент. FabI- и FabII-

IgA — мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра (т. е. 2-валентный),

Жгутиковые, или Н-антигены, локализуются в локомоторном аппарате

фрагменты сходны по свойствам и аминокислотному составу и отличаются от

молекулярную массу около 170 кДа и константу седиментации 7S. Различают

бактерий — их жгутиках. Они представляют собой эпитопы сократительного

Fc-фрагмента; Fab-и Fc-фрагменты являются компактными образованиями,

подтипы А1 и А2. Синтезируется зрелыми В-лимфоцитами и плазматическими

белка флагеллина. При нагревании флагеллин денатурирует, и Н-антиген

соединенными между собой гибкими участками Н-цепи, благодаря чему

клетками. Хорошо определяется в сыворотке крови на пике первичного и при

теряет свою специфичность. Фенол не действует на этот антиген.

молекулы иммуноглобулина имеют гибкую структуру.

вторичном иммунном ответе.

Соматический, или О-антиген, связан с клеточной стенкой бактерий. Его

Как Н-цепи, так и L-цепи имеют отдельные, линейно связанные компактные

Обладает высокой аффинностью. Может быть неполным антителом. Не

основу составляют ЛПС. О-антиген проявляет термостабильные свойства — он

участки, названные доменами; в Н-цепи их по 4, а в L-цепи — по 2.

связывает комплемент. Не проходит через плацентарный барьер.

не разрушается при длительном кипячении. Однако соматический антиген

Активные центры, или детерминанты, которые формируются в V-областях,

IgA обеспечивает нейтрализацию, опсони-зацию и маркирование антигена,

подвержен действию альдегидов (например, формалина) и спиртов, которые

занимают примерно 2 % поверхности молекулы иммуноглобулина. В каждой

осуществляет

запуск

антителозависимой

клеточно-опос-редованной

нарушают его структуру.

молекуле имеются две детерминанты, относящиеся к гипервариабельным

цитотоксичности.

Капсулъные, или К-антигены, располагаются на поверхности клеточной

участкам Н-и L-цепей, т. е. каждая молекула иммуноглобулина может связать

Секреторный IgA: В отличие от сывороточного, секреторный sIgA существует

стенки. Встречаются у бактерий, образующих капсулу. Как правило, К-

две молекулы антигена. Поэтому антитела являются двухвалентными.

в полимерной форме в виде диили тримера (4- или 6-валентный) и содержит

антигены состоят из кислых полисахаридов (уроновые кислоты). В то же время

Типовой структурой молекулы иммуноглобулина является IgG. Остальные

J- и S-пeптиды. Молекулярная масса 350 кДа и выше, константа седиментации

у бациллы сибирской язвы этот антиген построен из полипептидных цепей. По

классы иммуноглобулинов отличаются от IgG дополнительными элементами

13S и выше.

чувствительности к нагреванию различают три типа К-антигена: А, В, и L.

организации их молекулы.

Синтезируется зрелыми В-лимфоцитами и их потомками — плазматическими

Наибольшая термостабильность характерна для типа А, он не денатурирует

В ответ на введение любого антигена могут вырабатываться антитела всех

клетками соответствующей специализации только в пределах слизистых и

даже при длительном кипячении. Тип В выдерживает непродолжительное

пяти классов. Обычно вначале вырабатывается IgM, затем IgG, остальные —

выделяется в их секреты. Объем продукции может достигать 5 г в сутки. Пул

нагревание (около 1 часа) до 60 "С. Тип L быстро разрушается при этой

несколько позже.

slgA считается самым многочисленным в организме — его количество

температуре. Поэтому частичное удаление К-антигена возможно путем

превышает суммарное содержание IgM и IgG. В сыворотке крови не

длительного кипячения бактериальной культуры.

обнаруживается.

На поверхности возбудителя брюшного тифа и других энтеробактерий,

Секреторная форма IgA — основной фактор специфического гуморального

которые обладают высокой вирулентностью, можно обнаружить особый

местного иммунитета слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта,

вариант капсульного антигена. Он получил название антигена вирулентности,

мочеполовой системы и респираторного тракта. Благодаря S-цепи он устойчив

или Vi-антигена. Обнаружение этого антигена или специфичных к нему

к действию протеаз. slgA не активирует комплемент, но эффективно

антител имеет большое диагностическое значение.

связывается с антигенами и нейтрализует их. Он препятствует адгезии

Антигенными свойствами обладают также бактериальные белковые токсины,

микробов на эпителиальных клетках и генерализации инфекции в пределах

ферменты и некоторые другие белки, которые секретируются бактериями в

слизистых.

окружающую среду (например, туберкулин). При взаимодействии со

Иммуноглобулин класса Е. Называют также реагином. Содержание в

специфическими антителами токсины, ферменты и другие биологически

сыворотке крови крайне невысоко — примерно 0,00025 г/л. Обнаружение

активные молекулы бактериального происхождения теряют свою активность.

требует применения специальных высокочувствительных методов диагнос-

Столбнячный, дифтерийный и ботулинический токсины относятся к числу

тики. Молекулярная масса — около 190 кДа, константа седиментации —

сильных полноценных антигенов, поэтому их используют для получения

примерно 8S, мономер. На его долю приходится около 0,002 % всех

анатоксинов для вакцинации людей.

циркулирующих Ig. Этот уровень достигается к 10—15 годам жизни.

В антигенном составе некоторых бактерий выделяется группа антигенов с

Синтезируется зрелыми В-лимфоцитами и плазматическими клетками преиму-

сильно выраженной иммуногенностью, чья биологическая активность играет

щественно в лимфоидной ткани бронхолегочного дерева и ЖКТ.

ключевую роль в формировании патогенности возбудителя. Связывание таких

Не связывает комплемент. Не проходит через плацентарный барьер. Обладает

антигенов специфическими антителами практически полностью инактивирует

выраженной цитофильностью — тропностью к тучным клеткам и базофилам.

вирулентные свойства микроорганизма и обеспечивает иммунитет к нему.

Участвует в развитии гиперчувствительности немедленного типа — реакция I

Описываемые антигены получили название протективных. Впервые

типа.

протективный антиген был обнаружен в гнойном отделяемом карбункула,

Иммуноглобулин класса D. Сведений об Ig данного изотипа не так много.

вызванного бациллой сибирской язвы. Это вещество является субъединицей

Практически полностью содержится в сыворотке крови в концентрации около

белкового токсина, которая ответственна за активацию других, собственно

0,03 г/л (около 0,2 % от общего числа циркулирующих Ig). IgD имеет

вирулентных субъединиц — так называемого отечного и летального факторов.

молекулярную массу 160 кДа и константу седиментации 7S, мономер.

Не связывает комплемент. Не проходит через плацентарный барьер. Является

рецептором предшественников В-лимфоцитов.

№ 65 Механизмы гиперчувствительности замедленного типа. Клинико-

№ 66 Аллергические пробы, их сущности, применение.

№ 67 Гиперчувствительностъ немедленного типа. Механизмы

диагностическое значение.

возникновения, клиническая значимость.

Аллергические пробы - биологические реакции для диагностики ряда

К аллергическим реакциям относят два типа реагирования на чужеродное

заболеваний, основанные на повышенной чувствительности организма,

Гиперчувствительность

немедленного

типа

(ГНТ)

—

ги-

вещество:

гиперчувствительность

немедленного

типа

(ГНТ)

и

вызванной аллергеном.

перчувствительность, обусловленная антителами (IgE, IgG, IgM) против

гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ). К ГНТ относятся

При многих инфекционных заболеваниях за счет активации клеточного

аллергенов. Развивается через несколько минут или часов после воздействия

аллергические реакции, проявляющиеся уже через 20—30 мин после

иммунитета развивается повышенная чувствительность организма к

аллергена: расширяются сосуды, повышается их проницаемость, развивают-

повторной встречи с антигеном, а к ГЗТ — реакции, возникающие не ранее чем

возбудителям и продуктам их жизнедеятельности. На этом основаны

ся зуд, бронхоспазм, сыпь, отеки. Поздняя фаза ГНТ дополняется действием

через 24—48 ч. Механизм и клинические проявления ГНТ и ГЗТ различны.

аллергические пробы, используемые для диагностики бактериальных,

продуктов эозинофилов и нейтрофилов.

ГНТ связана с выработкой антител, а ГЗТ — с клеточными реакциями.

вирусных, протозойных инфекций, микозов и гельминтозов. Аллергические

К ГНТ относятся I, II и III типы аллергических реакций (по Джеллу и

ГЗТ впервые описана Р. Кохом (1890). Эта форма проявления не связана с

пробы обладают специфичностью, но нередко они бывают положительными у

Кумбсу): I тип — анафилактический, обусловленный главным образом

антителами, опосредована клеточными механизмами с участием Т-

переболевших и привитых.

действием IgE; II тип — цитотоксический, обусловленный действием IgG,

лимфоцитов. К ГЗТ относятся следующие формы проявления: туберкулиновая

Все аллергические пробы подразделяют на две группы — пробы in vivo и in

IgM; III тип — иммунокомплексный, развивающийся при образовании

реакция, замедленная аллергия к белкам, контактная аллергия.

vitro.

иммунного комплекса IgG, IgM с антигенами. В отдельный тип выделяют

В отличие от реакций I, II и III типов реакции IV типа не связаны с

К первой группе {in vivo) относятся кожные пробы, осуществляемые

антирецепторные реакции.

антителами, а обусловлены клеточными реакциями, прежде всего Т-

непосредственно на пациенте и выявляющие аллергию немедленного (через 20

Основные типы реакций гиперчувствительности

лимфоцитами. Реакции замедленного типа могут возникать при

мин) и замедленного (через 24 — 48 ч) типов.

I тип — анафилактический. При первичном контакте с антигеном

сенсибилизации организма:

Аллергические пробы in vitro основаны на выявлении сенсибилизации вне

образуются IgE, которые прикрепляются Fc-фрагментом к тучным клеткам и

1. Микроорганизмами и микробными антигенами (бактериальными,

организма больного. Их применяют тогда, когда по тем или иным причинам

базофилам. Повторно введенный антиген перекрестно связывается с IgE на

грибковыми, протозойными, вирусными); 2. Гельминтами; 3. Природными и

нельзя произвести кожные пробы, либо в тех случаях, когда кожные реакции

клетках, вызывая их дегрануляцию, выброс гистамина и других медиаторов

искусственно синтезированными гаптенами (лекарственные препараты,

дают неясные результаты.

аллергии.

красители); 4. Некоторыми белками.

Для проведения аллергических проб используют аллергены —

Первичное поступление аллергена вызывает продукцию плазмацитами IgE,

Следовательно, реакция замедленного типа может вызываться практически

диагностические препараты, предназначенные для выявления специфической

IgG4. Синтезированные IgE прикрепляются Fc-фрагментом к Fc-pe цепторам

всеми антигенами. Но наиболее ярко она проявляется на введение

сенсибилизации организма. Инфекционные аллергены, используемые в

(FceRl) базофилов в крови и тучных клеток в слизистых оболочках,

полисахаридов, низкомолекулярных пептидов, т. е. малоиммуногенных

диагностике инфекционных заболеваний, представляют собой очищенные

соединительной ткани. При повторном поступлении аллергена на тучных

антигенов. При этом реакцию вызывают малые дозы антигенов и лучше всего

фильтраты бульонных культур, реже взвеси убитых микроорганизмов или АГ,

клетках и базофилах образуюто комплексы IgE с аллергеном (перекрестная

при внутрикожном введении.

выделенные из них.

сшивка FceRl антигеном), вызывающие дегрануляцию клеток.

Механизм аллергической реакции этого типа состоит в сенсибилизации Т-

Кожные пробы. Инфекционные аллергены вводят, как правило, внутрикожно

Клинические проявления гиперчувствительности I типа.

лимфоцитов-хелперов антигеном. Сенсибилизация лимфоцитов вызывает

или накожно, путем втирания в скарифицированные участки кожи. При

Клинические проявления гиперчувствительности I типа могут протекать на

выделение медиаторов, в частности интерлейкина-2, которые активируют

внутрикожном способе в среднюю треть передней поверхности предплечья

фоне атопии. Атопия — наследственная предрасположенность к развитию

макрофаги и тем самым вовлекают их в процесс разрушения антигена,

специальной тонкой иглой вводят 0,1 мл аллергена. Через 28 — 48 ч

ГНТ, обусловленная повышенной выработкой IgE-антител к аллергену,

вызвавшего сенсибилизацию лимфоцитов. Цитотоксичность проявляют также

оценивают результаты реакции ГЗТ, определяя на месте введения размеры

повышенным количеством Fc-рецепторов для этих антител на тучных клет-

и сами Т-лимфоциты. О роли лимфоцитов в возникновении аллергий

папулы.

ках, особенностями распределения тучных клеток и повышенной

клеточного типа свидетельствуют возможность передачи аллергии от

Неинфекционные аллергены (пыльца растений, бытовая пыль, пищевые

проницаемостью тканевых барьеров.

сенсибилизированного животного несенсибилизированному с помощью

продукты, лекарственные и химические препараты) вводят в кожу уколом

Анафилактический шок — протекает остро с развитием коллапса, отеков,

введения лимфоцитов, а также подавление реакции при помощи

(прик-тест), накожно путем скарификации и втирания или внутрикожной

спазма гладкой мускулатуры; часто заканчивается смертью. Крапивница —

антилимфоцитарной сыворотки.

инъекцией разведенного раствора аллергена. В качестве отрицательного

увеличивается проницаемость сосудов, кожа краснеет, появляются пузыри,

Морфологическая картина при аллергиях клеточного типа носит

контроля используют ИХН, в качестве положительного — раствор гистамина.

зуд. Бронхиальная астма — развиваются воспаление, бронхо-спазм,

воспалительный характер, обусловленный реакцией лимфоцитов и макрофагов

Результаты учитывают в течение 20 мин (ГНТ) по величине папулы (иногда до

усиливается секреция слизи в бронхах.

на образующийся комплекс антигена с сенсибилизированными лимфоцитами.

20 мм в диаметре), наличию отека и зуда. Внутрикожные пробы ставят в

II тип — цитотоксический. Антиген, расположенный на клетке «узнается»

Аллергические реакции клеточного типа проявляются в виде туберкулиновой

случае отрицательного или сомнительного результата прик-теста. По

антителами классов IgG, IgM. При взаимодействии типа «клетка-антиген-

реакции, замедленной аллергии к белкам, контактной аллергии.

сравнению с последним, дозу аллергена уменьшают в 100-5000 раз.

антитело» происходит активация комплемента и разрушение клетки по трем

Туберкулиновая реакция возникает через 5—6 ч после внутрикожного

Кожные пробы на наличие ГЗТ широко применяют для выявления

направлениям:

комплементзависимый

цитолиз;

фагоцитоз;

введения сенсибилизированным туберкулезной палочкой животным или

инфицированности людей микобактериями туберкулеза (проба Манту),

антителозависимая клеточная цитотоксичность. Время реакции — минуты

человеку туберкулина, т. е. антигенов туберкулезной палочки. Выражается

возбудителями бруцеллеза (проба Бюрне), лепры (реакция Митсуды),

или часы.

реакция в виде покраснения, припухлости, уплотнения на месте введения

туляремии, сапа, актиномикоза, дерматомикозов, токсоплазмоза, некоторых

Ко II типу гиперчувствительности близки антирецепторные реакции (так

туберкулина. Сопровождается иногда повышением температуры тела,

гельминтозов и др.

называемый IV тип гиперчувствительности), основой которых являются

лимфопенией. Развитие реакции достигает максимума через 24—48 ч.

Пробы in vitro. Эти методы исследования безопасны для больного, достаточно

антирецепторные антитела, например антитела против рецепторов к

Туберкулиновая реакция используется с диагностической целью для вы-

чувствительны, позволяют количественно оценить уровень аллергизации

гормонам.

явления заболеваний туберкулезом или контактов организма с туберкулезной

организма.

Клинические проявления II типа. По II типу гиперчувствительности

палочкой.

В настоящее время разработаны тесты для определения сенсибилизации,

развиваются некоторые аутоиммунные болезни, обусловленные появлением

Замедленная аллергия возникает при сенсибилизации малыми дозами

основанные на реакциях Т- и B-лимфоцитов, тканевых базофилов, выявлении

аутоантител к антигенам собственных тканей: злокачественная миастения,

белковых антигенов с адъювантом, а также конъю-гатами белков с гаптенами.

общих специфических IgE в сыворотке крови и др. К ним относятся реакции

аутоиммунная гемолитическая анемия, вульгарная пузырчатка, синдром

В этих случаях аллергическая реакция возникает не раньше чем через 5 дней и

торможения миграции лейкоцитов и бласттрансформации лимфоцитов,

Гудпасчера, аутоиммунный гипертиреоидизм, инсулинозави-симый диабет II

длится 2—3 нед. Видимо, здесь играют роль замедленное действие

специфическое розеткообразование, базофильный тест Шелли, реакция

типа.

конъюгированных белков на лимфоидную ткань и сенсибилизация Т-лимфо-

дегрануляции тканевых базофилов, а

также

аллергосорбентные

методы

Аутоиммунную гемолитическую анемию вызывают антитела против Rh-

цитов.

(определение специфических IgE в сыворотке крови).

антигена эритроцитов; эритроциты разрушаются в результате активации