- •«Физиология иммунной системы» Пермь 2009
- •Научно-популярное издание
- •Физиология иммунной системы
- •614090, Г. Пермь, ул. Коммунистическая, 23 тел. 210-35-34
- •Введение
- •Хронология изучения иммунитета
- •Глава 1. Антигены, основные свойства
- •Глава 2. Неспецифическая резистентность организма
- •2.1. Естественные и физиологические барьеры
- •2.2. Гуморальные факторы естественного иммунитета
- •2.3. Клеточные механизмы неспецифической защиты
- •2.3.1. Nk-лимфоциты
- •2.3.2. Фагоциты
- •2.3.3. Макрофаги
- •2.3.4. Нейтрофилы
- •2.3.5. Эозинофилы
- •2.3.6. Тучные клетки и базофилы
- •Глава 3. Структура иммунной системы
- •3.1. Органы и ткани иммунной системы
- •3.2. Клетки иммунной системы
- •3.2.1. Лимфоциты
- •3.2.2. Антигенпредставляющие клетки
- •Глава 4. Молекулярные основы специфической защиты
- •4.1. Цитокины
- •4.2. Антитела
- •Глава 5. Механизмы специфического иммунного ответа
- •5.1. Эволюция иммунных механизмов
- •5.2. Иммунный ответ клеточного типа
- •5.3. Гуморальный механизм специфического иммунного ответа
- •5.4. Специфическая регуляция интенсивности протекания иммунных реакций
- •Глава 6. Частные проявления иммунного ответа
- •6.1. Иммунная система, связанная со слизистыми оболочками
- •6.3. Иммунологическая толерантность
- •6.4. Возрастные особенности иммунологического статуса животных Каждому возрасту животных соответствует определенное состояние иммунной системы.
- •6.5. Взаимодействие иммунной и нейроэндокринной систем целостного организма
- •Реакции иммунной системы на нейромедиаторы и избыток ряда гормонов
- •6.6. Использование достижений иммунологии в животноводстве и ветеринарии
- •Словарь использованных терминов и сокращений
- •Перечень рекомендуемой литературы
- •Предметный указатель
Глава 1. Антигены, основные свойства
Антигены - это высокомолекулярные органические соединения (белки, полипептиды, сложные полисахариды, а также нуклеиновые кислоты и липиды) специфически стимулирующие иммунную реакцию и взаимодействующие с продуктами этой реакции.
Некоторые вещества сами не вызывают образования антител, но способны реагировать с антителами. Такие соединения называют неполноценными антигенами или гаптенами.
Иммуногенность антигена зависит от его молекулярной массы, химической неоднородности, чужеродности, дозы, способа введения, присутствия адъювантов (веществ, усиливающих иммуногенность антигена) и способности организма реагировать на чужеродные вещества.
Антигены входят в состав всех биологических структур и обладают индивидуальными для каждой особи антигенными свойствами.
По генетическому происхождению различают: изоантигены (от генетически идентичного донора), аутоантигены (происходят из тканей собственного организма), аллоантигены (от неродственного донора того же вида животных) и ксеноантигены (от донора другого вида животного).
Изоантигены определяют индивидуальную антигенспецифичность организма, но не вызывают в нем развития иммунных реакций.
К аутоантигенам здорового организма относятся те белки собственных органов и тканей (например, мозга, семенников, хрусталика глаза, паращитовидных желёз), которые отделены от иммунокомпетентных клеток барьерами и поэтому не вызывают развития иммунных реакций.
Покровы тела и полости животных населены бактериальной флорой, которая может проникать во внутреннюю среду хозяина и приводить к развитию в нем интоксикации. Вызывающие такой эффект компоненты оболочек бактерий названы бактериальными эндотоксинами («эндо» указывает на то, что токсин не секретируется бактериями). В оболочке грамотрицательных бактерий свойствами эндотоксина обладают липополисахариды, а у грамположительных - липотейхоевые кислоты. Все они являются антигенами и стимулируют секрецию цитокинов многими (не только иммунными) клетками инфицированного макроорганизма. Одним из характерных проявлений интоксикации является пирогенный эффект (повышение температуры тела), который в значительной степени обусловлен стимуляцией эндотоксинами секреции интерлейкина-1 (ИЛ-1).
Некоторые бактерий обладают антигенной мимикрией, то есть - содержат антигены, характерные для других клеток. Например, у кишечной палочки имеются молекулы, подобные В-антигену эритроцитов (в III и IV группах крови). Это замедляет распознавание похожих на собственные бактериальных антигенов иммунной системой животного и содержащие их бактерии, некоторое время беспрепятственно размножаются в нем.
Протекание иммунных реакций не должно повреждать собственные нормальные структуры. Если же нейтрализация чужеродного антигена протекает с чрезмерной активностью и повреждает собственные нормальные ткани, иммунную реакцию называют аллергической, а вызвавшие их антигены - аллергенами. При некоторых условиях одни и те же антигены вместо стимуляции способны тормозить их нейтрализацию (иммунологическая толерантность). В этом случае антигены называют толерогенами.
Антигенные свойства молекул обусловлены наличием в их структуре антигенных детерминант (эпитопов). Причем, одна молекула полисахарида, обычно содержит множество одинаковых, а белка - разных эпитопов. Поэтому, при иммунном ответе на один чужеродный белок, как правило, одновременно образуются антитела к разным антигенным детерминантам.
В макроорганизме одновременно присутствуют собственные нормальные и чужие или свои, но измененные антигены. Поэтому иммунная система должна различать их, а затем удалять только несвойственные данной здоровой особи антигены. В многоклеточном организме, важнейшими для иммунной системы признаками своих нормальных клеток является наличие на их поверхности характерных только для данной особи молекул главного комплекса гистосовместимости (ГКГС). Так называется группа генов и кодируемых ими антигенов клеточной поверхности, которые необходимы для распознавании чужеродного и развития иммунного ответа.
Любая клетка, если на ее поверхности нет молекул ГКГС определенного состава, воспринимается иммунной системой как чужая и должна быть уничтожена. Данный механизм лежит в основе раннего обнаружения мутирующих (в том числе и опухолевых) клеток, у которых (в связи с изменением состава синтезируемых ими белков) на поверхности появляются молекулы ГКГС с отличающимся от нормы составом.
Наряду с функцией «маркера», молекулы ГКГС участвуют в презентации антигенов Т-лимфоцитам и регулируют другие иммунные процессы. Известны три класса молекул ГКГС. Однако, функции маркеров и участие в презентации антигенов наиболее характерны для двух классов.
Молекулы I класса (есть на всех содержащих ядра клетках и тромбоцитах) необходимы для распознавания трансформированных клеток цитотоксическими T-лимфоцитами, а также для презентации Т-киллерам внутриклеточных антигенов.
Молекулы II класса (имеются на клетках участвующих в иммунном ответе) обеспечивают передачу информации об антигене с макрофагов на T- хелперы.
Таким образом, сохранение индивидуального состава многоклеточной особи обеспечивается механизмами, которые не мешают существованию и развитию в ней тех структур, антигенный состав которых соответствует собственному нормальному ГКГС.