1, 2 Понятна об иммунологии. Иммунная система и ее компоненты.

Слово иммунология от лат. imunis- свободный, logos- учение. Иммунология представляет собой науку о специфических реакциях 'организма на внедрение чужеродных организму веществ и структур. Первоначально иммунологию рассматривали как науку о невосприимчивости организма к бактериальным инфекциям и с момента возникновения иммунология развивалась как прикладная область других наук (физа чел и жив, медицина, микробиология, онкология, цитология). За последние 40 лет иммунология стала самостоятельной фундаментальной биологической наукой.

1этап развития: первые сведения в 5 в до н. э. В.древности челове­чество было беззащитно перед инфекционными-болезнями (чума, осла). Эпидемии уносили множество жизней: Первые 'иммунологические наблюде-ния относятся к древней Греции. Греки заметили; что люди переболевшие оспой не воспреимчивы к повторному заражению. В др. Китае брали оспенные струпья, перетирали и давали нюхать. Этот метод использовался персами и турками и назевается метод вариоляции. Он получил распростра­нение и в Европе. В 18 веке а Англии замечено, что доярки обслуживающие | болеющих коров редко заболевают натуральной оспой. На этом основании Джеер а 1796 разработал безопасный способ профилактики натуральной оспы путем прививки человеку коровьей оспы. Дальше этот способ был усовершенствован: к вирусу коровьей ослы был добавлен вирус нет оспы. Благодаря полной вакцинации населения оспа была ликвидирована. Однако зарождение иммунологии как науки относится к началу 80 гг 19 века и связано с открытием Пастером микроорганизмов ., возбудителей болезней. Изучая куриную оспу Пастер пришел к выводу что микробы теряют способ­ность вызывать гибель животных в следствие изменения биологических свойств и высказал предположение о возможности предупреждения инфекционных болезней ослабленными м.о. В 1884 г Мечников сформули­ровал теорию фагоцитоза. Это была первая экспериментально обоснован­ная теория иммунитета. Он ввел понятие клеточный иммунитет. Эрлих считал, что в основе иммунитета лежат вещества , которые подавляют чужеродные объекты. Позже выяснилось . что правы оба.В кон 19 в. Были сделаны следующие открытия: Леффлер и Ру показали что микробы выделяют экзотоксины, которые при введении животным вызывают такие же заболевания, как и сам микроб. В этот период были получены антитоксиче­ские сыворотки к различным инфекциям (противодифтерийная, противо­столбнячная). Буки ер установил, что в свежей крови млекопитающих микробы не размножаются, т. к. она обладает бактерицидными свойствами, которые обуславливает вещество алексин (комплемент). В 1896 г открыты АТ- агллютинины. В 1900т Эрлих создал теорию образования АТ.

2. этап снач 20 до середины 20 в. Начинается этот этап с открытия Лангштейнера АГ группы А В,0, определяющих группу крови человека, а в 1940 Лангштейнйр и Винер открыли АГ на эритроцитах, кот. назвали Ко­фактором. В 1902г Рише и Портье открыли явление аллергии. В1923г Рамон обнаружил возможность превращения высокотоксичных бактериальных экзотоксинов в нетоксичные вещества под влиянием фармолина,

3. этап сер. 20в до нашего времени. Начинается с открытия Берне-том толерантности организма к собственным АГ. В1959г Вернет разработал ил опально-селекционную теорию образования АТ. Портер открыл молеку­лярную структуру АТ. Иммунная система наряду с другими системами (нервная, эндокринная, сердечно-сосудистая) обеспечивает постоянство внутренней среды организма (гомеостаз).В имун еист различают 3 компонента:клеточный, гуморальный и генный. Клеточный компонент находится в 2 формах - организованный (- лимфоидные клетки, которые входят в состав тимуса, костного мозга, селезенки, миндалин, лимфоузлов) и неорганизованный(свободные лимфоциты, циркулирующие в крови). Клеточный компонент не однороден: Т и В-клетки. Молекулярным компонентом являются Ig, которые вырабатываются В-лимфоцитами. Известно 5 классов Ig : G,D,М,Е.В настоящее время установлено строение 1д различных классов, преобладающими в сыворотке крови человека являются Ig 3 ( 70-75% от общего количества Ig) . Кроме Ig а молекулярный компонент входят иммуномедиаторы (цитокины), которые выделяются различными клетками иммун. сист.(макрофаги и лимфоциты). Цитокины выделяются не постоянно, взаимодействуют с поверхностными рецепторами клеток и регулируют силу и продолжительность иммунного ответа. Генетический компонент включает множество генов, определяющих синтез Ig. Каждая из 4 белковых цепей АТ кодируется 2-мя структурными генами.

5 Антигены и их характеристика. Полные и неполные АГ. Структура АГ, свойства АГ.

АГ — это органические вещества микробного, растительного и животного происхождения, которые воспринимаются организмом как чужеродные, и способные вызывать специфические иммунологические реакции: 1 синтез AT; 2 реакции клеточного иммунитета; 3 аллергию; 4 иммунологическую толерантность; 5 иммунологическую память. Понятие АГ используется j в 2 случаях: 1АГ называют молекулы, которые вызывают образование AT и 2 ] АГ - это молекулы реагирующие с В или Т-клетками и в этом случае не ! имеет значения способны они вызывать образование AT или нет. АГ делятся j на полные, неполные (гаптены) и протоантигены. Полные АГ — это АГ | способные вырабатывать AT и реагировать с ними (протеины, нуклеопротеины, полисахара, липополисахара). АГ + АТ-» АГАТ (выводится почками). Неполные АГ (гаптены) - это органические вещества простой структуры, которые для нормального взаимодействия с AT должны соединиться с белковым носителем и только после этого он выступает как полный АГ .•(бактериальные полисахара, бает. Полипептиды. липиды, НК,. моносахара,. простые орг и неорг вещества, химические группировки). Гаптен + белковый носитель-» АГ+АТ →АГАТ выводится из организма). Протоантигены - это гаптены, которые соединились с белковым носителем и получили способ­ность вызывать повышенную чувствительность кожи.

Структура полного и неполного АГ. Структура пАГ представляет собойспецифическую молекулу, на которой расположены детерминанты специфичности (эпитолы) - часть молекулы, которая участвует в распознавании рецепторных зон AT или ИКК, т.е. это небольшая часть молекулы АГ, отвечающая за взаимодействие его с AT и ИКК. Количество эпитопоа на поверхности пАГ указывает на его валентность.Полный АГ является однокомпонентной структурой, разрыв которой ведет к уничтожению АГ. Неполный АГ является двух компонентной структурой, одна часть которой является белковым носителем, а в качестве эпитопа выступает сам галтен. Количество гаптенов указывает на валентность нАГ. Структура может разрываться, белковый носитель может соединяться с другими гаптенами и наоборот - гаптен с другим белковым носителем. Если роль эпитопа сводится к взаимодействию с определенным AT или с определенными зонами Т-пимфоцитов, то роль носителя следующая 1 способствуют взаимодействию гаптена с ИКК, 2 с AT, 3 проникновению галтена во внутреннюю среду. Для выполнения своей функции белковый носитель должен иметь а) минимальные размеры б) минимальную молекулярную массу, в) определенную плотность эпигонов на своей поверхности. АГ обладают следующими свойствами: антигенность, иммуногенность, специфичность. Антигенность - способность АГ к специфическому связыва- нию с эффекторами клеток иммунного ответа. Иммуногенность – свойство АГ вызывать иммунные реакции опосредованные Т и В-клетками. Специфичность - определяется химическим составом и структурными особенностями молекул АГ и определяет способность реагировать со специфическими AT.

6 Детерминанты специфичности (дс), их характеристика, структура и свойства.

В зависимости от AT с которым взаимодействует АГ выделяется ряд специфичностей: 1 видовая - АГ данной специфичности обнаруживают­ся у животных одного вида чаще всего содержатся в сыворотке крови, печени, селезенке. 2 групповая специфичность - среди животных одного вида имеются группы отличающиеся специфичными АГ (у людей 14 групп крови). 3 типовая специфичность - основана на различии между штаммами микробов. 4 органная специфичность — обусловлена АГ обнаруженными в одном типе тканей. Специфичность определяется не всей структурой АГ, а его активным участком (-ми), которые называются детерминантами-специ­фичности, или эпитопами. Эпитоп - это небольшая часть молекулы АГ непосредственно соединяющаяся с рецепторной зоной AT или с рецептора­ми лимфоцитов: С одной молекулой АГ может соединиться несколько молекул АТт.к.-АГ поливалентны , a AT по крайней мере 2х валентны. Наиболее активные эпитопы, которые "взаимодействуют с- AT называют-детерминанты. Детерминанткые группы белкового АГ представляют собой несколько аминокислотных остатков расположенных в определенном сочетании и на определенном расстоянии друг от друга. Размеры белковых зпитопов 7-15 аминокислотных остатков, диаметр 1,5-4 ни, мах расстояние между эпитопами 9-10 нм. Детерминанты специфичности полисахариднык АГ состоят из 3-6 остатков моносахвров, диаметр крупнее, чем у белковых 4-5 нм, расстояние 9-10 нм. Различают ДС 2х видов: 1) последователь-ные(секвенциальные) и 2) информационные. Секвенциальными ДС называют антигенные эпитопы специфичность которых определяется только последовательностью АК или моносахаридов. Информационными называют такие ДС, структура которых зависит tax от последовательности соединения остатков так и от их пространственного расположения. Последовательные ДС реагируют с AT с теми же последовательностями а их рецепторных группировках, конформоционные ДС учитывают их конформацию.

7 Классификация антигенов. Т-зависимые и Т-независимые антигены, их характеристика.

В настоящее время известен целый ряд классификаций а основу которых положены различные параметры АГ величина, форма, хим. состав, происхождение, генетическиекие взаимодействия между АГ-ном донора и реципиента и т. д.

1 классификация: Все АГ-ны делятся на тимус зависимые (Т-зависимые) и тимус независимые (Т-независимые). Т-зависимые АГ-ны в иммунном ответе распознаются Т и В-лимфоцитами. Если распознавание АГ-нов идёт без участия Т-клеток, то это Т-независимые АГ-ны. Различия :1. Т-зависимые АГ возбуждают AT с участием Т-хелперов, а Т-неэависимые без их участия.

2. Т-независимые АГ-ны наиболее крупные, и в больших кон­центрациях способны активировать различные типы В-клеток (клоны), специфичных для других АГ-нов. В низких дозах активируются В-кпетки соответствующей специфичности.

3. Различаются по характеру первичного и вторичного иммун­ного ответа. Первичный гуморальный ответ на Т-независимые АГ-ны обычно немного слабее, чем на Т-зависимые, и вызывает образование в организме lg класса М. Однако при вторичном попадании АГ-на в организм Т-неэависиыый АГ-н вызывает иммунный ответ как при первичном попадании, тогда как у Т-зависимых АГ-нов вторичное попадание вызывает усиленную реакцию организма с образованием lg класса G и lg памяти.

4. Т-зависимых АГ-нов значительно Больше, чем Т-незаеисимых.

5. Т-независимыв АГ-ны стимулируют В-кпетки типа В1. Т- зависисиыые АГ-ны - В-клеки типа В2.

2. классиф. Основана на генетическом взаимодействии донора и реципиента; 1 группа : АутоАГ или собственные АГ- это АГ организма которые при определенных условиях(аутоиммунные заболевания) могут стимулировать образование AT. 2 групла: и.изологичные Аг — Аг однояйцевых близнецов (трансплантаты здесь не отторгаются). 3 группа сингенные (для ; мышей) АГ принадлежащие к одной инбредной линии. 4 группа: аплогенные - Аг принадлежащие к различным группам одного и того же вида. 5 группа: ксеногенные - донор.и реципиент относятся к различным видам.

3. классиф. По химической природе: 1 белковые АГ - пепсин, пре-псин, инсулин обладают высокой антигенностью за счет наличия в их структуре ароматических аминокислот. 2 полисахарид ныв АГ - части клеток и тканей животных и растительных организмов. Чаще гаптены, которые чаще вызывают аллергиго.З комплексные АГ.

4. классиф. По происхождению. 1 АГ микробов - по химической природе протеины, полисахара или их комплексы. Могут распознаваться на поверхности клетки - поверхностные, ■ капсуле, оболочке - капсульные, и внутри клетки - внутриклеточные. Из микроорганизмов выделены два вида АГ: ОАГ и VI АГ, которые входят во все вакцины против инфекционных заболеваний. Причем АГ микробов могут быть эндо- и экзотоксинами. 2 Аг животных: делятся на АГ тканей и АГ клеток (эритроциты). 3 АГ гистосовме-

стимости.

8 Антигены главного комплекса гистосовмесгимости (МНС) и их характеристина. Строение молекул МНС класса 1 и класса 2.

Антигены МНС с англ. - главный генетический комплекс или сис­тема отвечающая за развитие специфического иммунного ответа. По хим. природе они гликопротеины, которые присутствуют на поверхности всех ядросодержащих клетках Их первоначально назвали как главные АГ-ны. которые участвуют а процессах трансплантации и вызывают отторжение пересаженных органов и тканей. Эксперименты по пересадки кожи у мышей различных линий показали, что отторжение трансплантата обусловлено присутствием на поверхности клеток кожи чужеродных АГ-нов, которые названы МНС-антигены. У человека это система получила название HLA (человеческий лейкоцитарный антиген) поскольку впервые АГ-ны гистосов­месгимости у человека были найдены на лейкоцитах, а затем на тромбоци­тах, лимфоцитах и др. клетках. Впервые АГ-ны этой системы были открыты

1958 г. Доссе.

Гены которые кодируют АГ-ны находятся в 6-ой паре хромосом на ее коротком плече и занимают участок около 4000 пар нуклеотидов и состоит из 3-ех групп генов 1, 2, 3 классов. АГ-ны гистосовместимости находятся на всех ядросодержащих клетхах. К 1-ому классу относятся гены А, В, С. Ко 2-ому классу - DR. DQ, DP и т. д. К 3-ему классу - гены, которые собственно не относятся к генам комплекса гистосовместимости, а кодируют белок крови комплемент. Эти гены отвечают за тепловой шок, некроз опухоли.

Существует два класса гисгосовместимости: МНС-1 и МНС-2. наследование генов HLA идет по кодоминантному признаку. Структура МНС-1

Присутствуют на Т-киллерах, антигенпрезинтирующих клетках

и других.

Молекула МНС-1 состоит из одной тяжелой цепи связанной с β₂ микроглобулином. Имеет внеклеточную часть, трансмембранный сегмент и цитоплазм атический хвост.

Внеклеточная часть тяжелой цепи начиная с N-конца содержит 3 домена a₁ а,₂ а₃. Каждый из этих доменов имеет около 90 аминокислотных остатков, а с доменом а₂ взаимодействует углеводный комплекс СНО. Домен a₃ тесно взаимодействует с β₂-микротобулином. который кодируется геном находящимся вне системы МНС

Между доменом а₁ и а₂ существует антигенсвязывающая по­лость для соединения с разрушенными (процессированными) АГ-нами.

Поэтому АГ-ны гистосовместимости относятся к т ой г руппе АГ-нов на которые не только образуются АТ-ла. но и которые могут взаимодей­ствовать с разрушенным каким-либо другим АГ-ном и представлять этот разрушенный АГ-н Т-клеткам (либо Т-киллерам, либо Т-хелперам). Структура МНС-2 Располагаются на В-лимфоцитах, макрофагах и АПК-клетках Состоит из гетерогенной цепи включающей тяжелую α и легкую β-цепь. α-цепь имеет молекулярную массу больше, чем β-цепь. Α-цепь включает 2 домена: а-1. И а-2. β-цепь включает 2 домена: β₁ и β₂ α₂ и β₂- не изменяющиеся. _ а-1 и β-1 - вариабельные.

Между α-1 и β₁ расположена антигенсвязывающая полость. Таково строение внеклеточной части. Далее идет трансмембранный сегмент и цитоплазматический хвост .

9 Антигены системы А ВО их характеристика и значение. Антиген-системы Rh и их значение. j

Эритроциты - это безъядерные клетки в организме млекопитающих. В 1901 г. Ландштейнер обнаружил на их поверхности белковые молекулы обладающими свойствами АГ-нов, и на атом основании выделил 3 группы крови. В1907 г. Янский обнаружил еще одну группу крови в которой на эритроците обнаружены как А, так и В антигены. Соответствующим АГ-нам эритроцитов были обнаружены в сыворотке крови AT, которые названы агглютенины , а АГ-ны агглютиногены. Было установлено, что по хим. Природе А и В агглютиногены - гликолептиды и кроме эритроцитов

содержатся в малом количестве на тромбоцитах, лейкоцитах, сперматозоидах, спинномозговой жидкости, моче, хрусталике. Но определяющее значение при переливании крови имеют АГ-ны на эритроцитах.В целом в наст. вр. выделено более 14 групп крови,но для переливания имеют значение перечисленные 4. Хотя в настоящее время стараются переливать кровь реципиенту oт донора соответствующей группы.

Помимо системы АВО в 1940 г. Ландштейнером и Винером бы­ли обнаружены дополнительные АГ-ны, которые выявлены в крови на эритроцитах у человека и обезьян после иммунизации (введения) им эритроцитов кролика. Вначале их обнаружили у вида макак резус на их эритроцитах. И эти эритроциты склеивали не только эритроциты обезьян, но

и эритроциты людей, что позволило сделать вывод, что эти АГ-ны существуют не только у обезьян, но и у людей 30%. Т. о. была обнаружено, что на эритроцитах людей в большинстве своем содержится АГ-н, который был, назван резус фактором (Rh). Этот Rh не однороден и содержит различные формы Rh( С, D, Е, с, d, е). Наиболее активным является Rh(D) остальные формы менее активны (С и Е). Поэтому при определении Rh принадлежности чаще всего ограничиваются выявление Rh(D). Однако «тот АГ-н не однороден и включает ряд единиц Rh (D-A, В, С, Е). Неоднородностью объясняются те случаи, когда у женщин с Rh+ рождаются дети с гемолити- ческой болезнью, что является признаком несовладения Rh матери и плода. В данном случае гемолитическая болезнь объясняется несовпадением различных популяций Rh(D) матери и плода. Отличие системы Rh АГ-нов является.то, что к ним нет естественных АТ-л з отличке от системы АВО. И эти АТ-ла на Rh АГ-ны образуются только при вливании Rh+ крови Rh-реципиенту или же после возбуждения организма матери (Rh-) эритроцитами (Rh+) плода в период беременности. Естественные АТ-ла образуются когда Rh+ кровь переливают Rh- реципиенту, т. е. вводятся дополнительные АГ-ны следовательно образуются АТ-ла, которые приводят к осложнениям при переливании крови - трансфузионной шок, приводящий к остановке дыхания или же при беременности, когда мать Rh-, а плод Rh+. В организме Мамы "образуются TVT-ла на Rh плода. Эти АТ накапливаются от первой до последующих беременностей, что приводит к осложнениям. Для профилактики такого состояния проводят анти-Д-профилактику, т. е. после родов женщине вводят анти-Д-глобулин, который разрушает АТ-ла в организме матери и тем самым прекращается накопление АТ-л.

10. Характеристика lg, их свойства и функции. Авидность и афинность.

Ig-группа гликопротеинов, которые содержатся в плазме крови, в тканевой жидкости у всех млекопитающих. Они были открыты в 1939. По своей химической структуре являются у-глобулины.

AT осуществляют ряд функций: 1. распознают и связывают АГ. 2. представляют АГ лимфоцитам. 3. участвуют в аллергических реакциях. 4. являются опсонинами фагоцитоза. 5. активирует систему комплемента. Ig могут существовать в 2-х формах: связанной и свободной. Связанная форма существует в виде структуры связанной с плазматическими мембранами В-кпеток и в этом случае AT функционируют как АГспецифичные рецепторы В-клеток. Синтез AT осуществляется В-клетками, которые превращаются в плазматические,а те синтезируют синтезируют 5 классов Ig (G, D, Е, А, М)

Структурные Ig (связанные с мембраной В-клетох) состоят из 2-х, тяжелых и 2-х легких цепей, укрепленных на поверхности клеточной; мембраны 4-мя комплексами: 2lgα, 2Igβ- это структурные свободные AT представляющие совокупность тяжелых (Н) и легких (L) цепей свободно мигрирующих а крови и тканевой жидкости.

Свойства AT: 1. относительная высокая молекулярная масса ri . как и все белки AT являются сильными АГ. 3. Ig способны связываться специфически с АГ, причем это связывание происходит с неодинаковой прочностью. Способность АТ образовывать прочные связи с АГ называется авидностью Мера этой прочности называется афиниостью ( сумма межмолекулярных сил притяжения и отталкивания, действующих между эпитопом и паротопом). Авидность зависит от валентности Ig. чем больше валентность, тем выше авидность. Например: lg G=2 < lgM=10.