Антигены и антитела

П Л А Н Л Е К Ц И И

1. Система иммунитета.

2. Антигены. Определение. Свойства. Виды. Антигены главного комплекса гистосовместимости.

3. Антитела. Определение. Структура молекулы иммуноглобулина.

4. Свойства антител всех классов.

1. Система иммунитета.

Система иммунитета – совокупность клеток, органов и тканей, осуществляющих иммунные реакции с целью обеспечения клеточно-генетического постоянства организма. Она включает несколько самостоятельных систем, которые реагируют как единое целое:

1. Лимфоидная система (образует специфические факторы иммунитета – антитела и Т-клетки, специфичные антигену).

2. Система гранулоцитов (включает нейтрофилы, базофилы, эозинофилы).

3. Система мононуклеарных фагоцитов.

4. Система комплемента.

5. Система тромбоцитов.

Все системы, кроме лимфоидной, участвуют в реакциях иммунитета неспецифично. Функции иммунной системы регулируются нервной и эндокринной системами организма.

Лимфоидная система представлена центральными и периферическими органами.

Центральные: красный костный мозг и тимус.

Периферические: циркулирующие лимфоциты крови, лимфатические узлы, селезенка, миндалины, лимфоидная ткань кишечника (пейеровы бляшки, солитарные фолликулы, лимфоидные образования аппендикса и др.), бронхоассоциированная лимфоидная ткань (в области бифуркации трахеи) и т.д.

Все клетки крови возникают из единой гемопоэтической стволовой клетки, которая находится у эмбрионов в костном мозге и печени, а у взрослых только в костном мозге. Из гемопоэтической стволовой клетки под влиянием цитокинов возникают предшественники лимфоцитов (Т- и В-типа). Развитие и созревание (дифференцировка) лимфоидной ткани у новорожденных происходит под влиянием микрофлоры организма. У животных-гнотобионтов, выращенных в стерильных, безмикробных условиях, лимфатические узлы остаются недоразвитыми.

Предшественники Т-лимфоцитов мигрируют в тимус, где происходитантигеннезависимая дифференцировка Т-клеток под влиянием гормонов тимуса (- и -тимозины, тимулин, тимопоэтин).

Тимус - лимфоэпителиальный дольчатывй орган, находящийся за грудиной и функционирующий только у эмбрионов и у детей до пполового созревания, затем он подвергается инволюции. В каждой дольке имеется периферическая зона, где находятся тимоциты-предшественники Т-лимфоцитов, и мозговая, где имеются эпителиоидные клетки, вырабатывающие гормоны тимуса.

В тимусе предшественники Т-лимфоциты дифференцируются в иммунокомпетентные клетки и преобретают способность к распознаванию антигена. На них появляются Т-клеточные рецепторы (ТКР) и CD3, CD4, CD8.

CD-антигены (от английского - clusters of differentiation – кластеры дифференцировки) – это макромолекулы, появляющиеся на мембранах клеток иммунной системы в процессе дифференцировки, они являются маркерами, соответствующими определенной стадии развития иммунокомпетентных клеток.

При контакте с эпителиоидными клетками мозгового вещества Т-лимфоциты, реагирующие на “своё”, разрушаются путем запуска апоптоза (запрограммированная клеточная гибель при некоторых условиях активации клеток через CD95 – Fas-антиген). Так удаляются аутореактивные клоны клеток и возникает толерантность к “своему”. Оставшиеся Т-лимфоциты утрачивают либо CD4, либо CD8 и становятся зрелыми Т-клетками. Клетки сохранившие CD4 являются Т-хелперами-индукторами, а сохранившие CD8 – Т-супрессорами/цитотоксическими (эффекторами). Из тимуса Т-х и Т-э мигрируют в периферические лимфоидные органы, в первую очередь в лимфоузлы, где заселяют преимущественно Т-зависимую паркортикальную зону.

Основные молекулы-маркеры на поверхности Т-лимфоцитов: CD2 (он же рецептор к эритроцитам барана), CD3, CD4 (у Т-х), CD8 (у Тэ). На активированных Т-лимфоциты появляются рецепторы для ИЛ-2, HLA-DR антигены, рецептор к трансферртну (CD71). В норме у человека Т-лимфоциты составляют 50-75% всех лимфоцитов крови. Т-лимфоциты неоднородны по функциям, различают популяции: То (нулевые, тимические, наивные, незрелые), Т-х и Т-с. Макромолекула CD4 участвует в реакциях с антигенами, служит рецептором у ВИЧ-вирусу и молекулам HLA II класса других клеток.

Т-хелпры (CD4) стимулируют пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов, выделяя интерлейкины. Среди Т-х различают Т-х первого типа (Тх1), выделяющие ИЛ-2 и -интерферон, и обеспечивающие реакции Т-клеточного иммунитета, и Т-х второго типа (Тх2), секретирующие ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13 и стимулирующие синтез антител. Между Тх1 типа и Тх2 типа существует антагонизм: при повышении активности одних, угнетается функция других. В итоге преобладает Т-клеточный (Тх1, Т-киллеры - против вирусов, внутриклеточных бактерий) или В-клеточный (Тх2, антитела - против внеклеточных бактерий, их токсинов, стимуляция образования Ig E) иммунитет, что зависит от вида антигена. Кроме того, Тх имеют рецептор к Ig М (Fc). В норме у человека Тх составляют 36 – 46% лимфоцитов.

Т-киллеры – это Т-лимфоциты, которые несут антиген CD 8,

• это цитотоксические клетки, лизирующие клетки-мишени, несущие чужеродные или видоизмененные аутоантигены, например, клетки опухолей, инфицированные клетки, экспрессирующие вирусные антигены.

Т-киллеры связываются с антигенами на поверхности клеток и выделяют цитотоксин (белок перфорин). Перфорины встраиваются в мембрану чужеродной или трнсформированной клетки, образуя в ней «дыру», что приводит к необратимому и гибельному выравниванию ионного состава между цитоплазмой и внешней средой. При этом Т-киллер остается жизнеспособным и может разрушать следующую клетку.

Т-супрессоры - Т-лимфоциты (18-20%), которые несут антиген CD 8 и рецептор к Ig G (Fc). Макромолекула CD8 служит рецептором для антигенов HLA I класса. Пока не доказано, что Т-с угнетают иммунный ответ. Т-супрессоры регулируют интенсивность иммунного ответа, подавляя активность CD 4⁺-клеток (Т-хелперов), предотвращают развитие аутоиммунных реакций, защищают организм от нежелательных последствий иммунной реакции, чрезмерного воспаления и аутоагрессии. Т-супрессоры обеспечивают толерантность (невосприимчивость) матери к отцовским Аг, представленным на клетках плода, что дает возможность выжить чужеродному в иммунологическом отношении плоду в организме матери.

Т-клетки иммунологической памяти – это долгоживущие Тх и Тс, потомки клеток, встречавшихся с антигенами и сохраняющие к ним рецепторы.

Предшественники В-лимфоцитов появляются под влиянием ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-6 из гемопоэтической стволовой клетки. Они имеют -цепь внутриклеточно. В дальнейшем из таких клеток образуются лимфоциты, несущие Ig M на поверхности. Созревание ов начинается в костном мозге, а затем продолжается в миндалинах и лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистыми оболочками бронхов и кишечника (в центрах размножения, В-зонах). Из В-лимфоцитов, несущих Ig M на поверхности, образуется 5 субпопуляций В-клеток, имеющих на мембране иммуноглобулины разных классов (IgG, IgM, Ig A, IgE, Ig D). Такие В-клетки находятся в крови. Дальнейшая дифференцировка В-лимфоцитов приводит к утрате поверхностных иммуноглобулинов. Мигрируя в лимфоидные ткани, В-лимфоциты под влиянием антигенов и митогенов превращаются в плазматические клетки, которые синтезируют иммуноглобулины определенного класса. Одна плазматическая клетка синтезирует иммуноглобулины одного класса.

В-лимфоциты несут на поверхности IgM-рецептор для антигена. При связывании с ним антиген стимулирует деление (производит селекцию, отбор) только тех клеток, которые имеют наиболее подходящий рецептор. Предсуществует 10⁶-10⁷ вариантов В-клеток, исходно запрограммированных на синтез антител определенной специфичности.

В-лимфоциты через свои рецепторы могут стимулироваться Т-независимыми антигенами (ЛПС или ПС). С помощью Т-хелперов В-лимфоциты реагируют на остальные (Т-зависимые антигены).

На поверхности В-лимфоцитов имеются дифференцировочные антигены: CD 19, 21,22,72, а также рецепторы к эритроцитам мыши, к Fc-фрагменту Ig G, к С3 компоненту комплемента.

В норме у человека в крови содержится 18-30% В-клеток от общего количества лимфоцитов.