Гуморальный иммунный ответ

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургская академия  ветеринарной медицины»

 

 

Кафедра вирусологии и микробиологии

 

 

РЕФЕРАТ

На тему : « Гуморальный иммунный ответ»

 

 

Работу выполнила:

Студ. 2 курса, 17 группы

Розенбаум София

Преподаватель:

Тулева Н.П.

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 2013

 

 

План

Введение………………………………………………………………………3

Презентация антигена Т-клеткам……………………………………………4

Характеристика гуморального иммунитета………………………………...5

Переключение изотопа Ig…………………………………………………….6

Созревание аффинности……………………………………………………..7

Иммунологическая память…………………………………………………..9

Иммунологическая толерантность…………………………………………..9

История открытия иммунологической толерантности…………………….11

Факторы, обуславливающие толерантность………………………………..11

Клеточные основы толерантности…………………………………………..13

Толерантность к «своему»……………………………………………………15

Отмена толерантности………………………………………………………..16

Индукция толерантности как возможное средство терапии………………17

Трансплантационный иммунитет…………………………………………...17

Виды трансплантации………………………………………………………..21

Трансплантационный барьер………………………………………………..22

Антигены гистосовместимости……………………………………………..23

Клинические проблемы трансплантации………………………………….24

Защита организма от инфекции……………………………………………25

Список литературы…………………………………………………………30

 

• Введение

Гуморальный иммунный ответ осуществляется антителами, продуцируемыми плазматическими клетками. В результате межклеточного взаимодействия и участия интерлейкинов происходит отбор тех В-клеток , которые несут на мембране иммуноглобулиновые рецепторы того же строения, что и антигенная детерминанта. Далее происходит размножения клона В-лимфоцитов, трансформация их в плазматические клетки и нарастание скорости секреции антител.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Презентация антигена Т-клеткам.

 

Презентация антигена. Сверху: чужеродный антиген (1) захватывает и поглощает антиген-презентирующая клетка (2), которая его расщепляет и частично экспонирует на своей поверхности в комплексе с молекулами MHC II (3). Внизу весь чужеродный антиген связывается поверхностными антителами (5) В-лимфоцита (6), также поглощается и процессируется им (7), после чего часть чужеродной молекулы презентируется в комплексе с молекулами MHC II (8). После контакта (10) с Т-лимфоцитом (хелпером, 4), уже активированным антиген-презентирующей клеткой (2), В-лимфоцит начинает секретировать антитела в кровь (9)

Презентация антигена — один из ключевых процессов, в ходе которого компоненты системы врождённого иммунитета, такие как макрофаги и дендритные клетки, стимулируют иммунный ответ системы приобретённого иммунитета путём представления (презентации) захваченного ими антигена Т-лимфоцитам.

В основе приобретённого иммунитета лежит способность клеток иммунной системы различать собственные и чужие антигены, в том числе антигены опасных патогенных микроорганизмов. Благодаря этой способности Т-лимфоциты отличают собственные клетки организма от чужих, а также распознают собственные клетки, зараженные вирусами или трансформировавшиеся в опухолевые. Собственные клетки организма, в частности, экспрессируют специальные антигены, позволяющие отличать их от чужих. Кроме того, собственные клетки, зараженные вирусами, перестают экспрессировать антигены для опознавания иммунной системой и также подвергаются атаке как чужие. Процедура специфического опознавания производится Т-лимфоцитами.

В то время как В-лимфоциты способны опознавать антиген непосредственно, Т-лимфоциты в отсутствие презентации антигена на это не способны (за одним важным исключением, класс, называемый суперантигенами, может вызывать неспецифическую активацию лимфоцитов с массированным выбросом цитокинов). Эта особенность Т-лимфоцитов, называемая MHC-рестрикцией, определяется специфичностью их рецепторов, взаимодействующих с антигеном только в том случае, если он связан молекулой главного комплекса гистосовместимости (MHC), известного также под названием HLA (human leukocyte antigen).

Во время антигенпрезентации  А-клетки поглощают антитела , перерабатывают их и выводят наиболее важную часть антигена в соединении с ГКГС на поверхность мембраны. Только в таком виде антиген может быть распознан лимфоцитами. Одновременно А-презентирующая клетка секретирует интерлейкин-1 . Эти процессы в макрофагах начинаются в месте встречи их с антигеном , и продолжаются по пути миграции макрофага к ближайшему региональному лимфатическому узлу.

• Характеристики гуморального иммунного ответа.

Гуморальный иммунитет

Это функция B-клеток и характеризуется преобразованием B-клеток в плазматические клетки, секретирующие иммуноглобулины (антитела), которые имеют специфическую активность против внедрившегося антигена.

Основные характеристики:

Опосредован антителами,

Клетки-эффекторы — B-лимфоциты,

Пассивный иммунитет формируется при введении сыворотки,

Основа антибактериального иммунитета.

Иммуноглобулины (от иммунитет и лат. globulus — шарик), Ig — глобулярные белки, построенные из лолипептидных цепей двух типов (тяжёлых и лёгких), обладающие функцией антител.

Функция Ig — осуществление гуморального иммунитета путём связывания с антигеном и образования иммунных комплексов. Существует 5 классов Ig, различающихся по физико-химическим, антигенным и функциональным особенностям: IgM, IgG, IgA, IgD, IgE. Основную массу сывороточных Ig составляет IgG (70-80%), на долю IgA приходится 10-15%, IgM - 5-10%, IgE и IgD - около 0,2%.

• Переключение изотопа Ig

Иммуноглобулины отличаются от других белков исключительным полиморфизмом. Полиморфизм проявляется в наличии разных изотопов, аллотипов иммуноглобулинов, а также в разнообразии активных центров антител (идиотипов), определяющих их специфичность по отношению к антигенным детерминантам.

Путем альтернативного сплайсинга матричной РНК генные сегменты, кодирующие мю-цепи и дельта-цепи, удаляются. На их место перемещаются сегменты, кодирующие константные домены тяжелых цепей других изотипов. В результате взамен иммуноглобулинов классов М и D В-клетки начинают синтезировать иммуноглобулины класса G, А или Е. Такие иммуноглобулины имеют тот же активный центр (вариабельный домен), но принадлежат к другому изотипу. Каждый В-лимфоцит в этом случае синтезирует иммуноглобулины только одного изотипа. Переключение изотипов регулируется цитокинами.

• Созревание аффинности.

По мере развития иммунного ответа происходит не только переключение синтеза антител с одного изотипа на другой, но и повышается аффинность этих антител к тому антигенному эпитопу , который вызвал их образование. Константа диссоциации "ранних" антител на два-три порядка выше, чем у "поздних" антител. Кроме того, по данным изоэлектрофокусирования известно, что на раннем этапе иммунного ответа гетерогенность антител одной специфичности выше, чем на поздних этапах процесса.

Одна из гипотез, пытающихся объяснить это явление, строится на представлении о гипермутабельности генов, контролирующих вариабельные домены иммуноглобулинов.

Известно, что мутационный уровень для всех соматических клеток при одном клеточном делении составляет замену одной пары оснований на число пар, равное 1012. По гипермутационной теории частота замен представляется величиной равной одной замене на 1000 пар оснований. При этом гипермутабельность не затрагивает гены, контролирующие константные регионы.

Первое и основное возражение в отношении данной гипотезы заключается в том, что представления о выборочной повышенной мутабельности каких-то участков ДНК (в данном случае V-генов ) кажется умозрительным и не укладывается в современные концепции молекулярной генетики. Непонятно, зачем строить искусственные конструкции, когда уровень исходной генетически детерминированной вариабельности (2,4*100000000) разных по специфичности иммуноглобулинов более чем достаточен для взаимодействия с самыми различными антигенными эпитопами . Среди них будут и такие, взаимодействие с которыми осуществляется с наибольшей аффинностью.

Вопрос разрешается достаточно просто на основании представлений о существовании селекции антигенспецифических В-клонов. На рис. 9.20 показан один из возможных механизмов повышения аффинности антител в процессе развития иммунного ответа зрелыми В-клетками.

В реакцию распознавания антигенного эпитопа вступают клетки нескольких клонов, имеющих антигенраспознающие иммуноглобулиновые рецепторы , которые несколько отличаются друг от друга по строению антигенсвязывающего центра . В силу этого на самых ранних этапах иммунного ответа пул специфических антител к данному антигенному эпитопу будет наиболее гетерогенным.

Клон, имеющий антигенраспознающие рецепторы с наибольшим сродством к антигену, будет обладать селективным преимуществом в размножении за счет большей энергии связи, что и обеспечит ускоренное накопление высокоаффинных антител. Именно в этом клоне вступят в работу механизмы переключения синтеза IgM на IgG и формирования клеток памяти .

Схема объясняет как большую аффинность IgG, установленную экспериментально, так и преимущественный синтез высокоаффинных IgG при вторичном ответе, что также имеет экспериментальное подтверждение.

• Иммунологическая память

При повторной встрече с антигеном организм формирует более активную и быструю иммунную реакцию — вторичный иммунный ответ. Этот феномен получил название иммунологической памяти.

Низкие дозы антигена обычно не вызывают гуморального иммунного ответа, но приводят к образованию Т-клеток памяти. Большие дозы антигена формируют В-клетки памяти. По сравнению с пре-В-лимфоцитами, эти клетки имеют большую плотность иммуноглобулиновых рецепторов на мембране.

Клетки памяти могут сохраняться в организме достаточно длительное время в неактивном состоянии. Приобретенный иммунитет сохраняется от нескольких месяцев до многих лет, а при некоторых болезнях всю жизнь.

При повторной встрече с антигеном клетки иммунологической памяти активируются , пролиферируют и образуют множество лимфоцитов одного клона, превращающихся в плазматические клетки. В таком случае повторное заболевание протекает легче, быстрее, с меньшими клиническими признаками, или вообще не развивается. Это объясняется достаточной выработкой иммуноглобулинов, связывающих антигены в иммунные комплексы с последующим выведением их из организма.

Иммунологическая память имеет высокую специфичность к конкретному антигену, распространяется как на гуморальное, так и клеточное звено иммунитета и обусловлена В- и Т-лимфоцитами. Она образуется практически всегда и сохраняется годами и даже десятилетиями. Благодаря ней наш организм надежно защищен от повторных антигенных интервенций.

• Иммунологическая толерантность

Иммунологическая толерантность — явление, противоположное иммунному ответу и иммунологической памяти. Проявляется она отсутствием

специфического продуктивного иммунного ответа организма на антиген в связи с неспособностью его распознавания.

В отличие от иммуносупрессии иммунологическая толерантность предполагает изначальную ареактивность иммунокомпетентных клеток к определенному антигену.

Иммунологическую толерантность вызывают антигены, которые получили название толерогены. Ими могут быть практически все вещества, однако наибольшей толерогенностью обладают полисахариды.

Иммунологическая толерантность бывает врожденной и приобретенной. Приобретенная толерантность может быть активной и пассивной. Активная толерантность создается путем введения в организм толерогена, который формирует специфическую толерантность. Пассивную толерантность можно вызвать веществами, тормозящими биосинтетическую или пролиферативную активность иммунокомпетентных клеток (антилимфоцитарная сыворотка, цитостатики и пр.).

Иммунологическая толерантность отличается специфичностью — она направлена к строго определенным антигенам. По степени распространенности различают поливалентную и расщепленную толерантность. Поливалентная толерантность возникает одновременно на все антигенные детерминанты, входящие в состав конкретного антигена. Для расщепленной, или моновалентной, толерантности характерна избирательная невосприимчивость каких-то отдельных антигенных детерминант.

Механизмы толерантности многообразны и до конца не расшифрованы. Выделяют три наиболее вероятные причины развития иммунологической толерантности:

1.Элиминацияизорганизма антигенспецифических клонов лимфоцитов.

2.  Блокада биологической активности иммунокомпетентных клеток.

3.  Быстрая нейтрализация антигена антителами.

Феномен иммунологической толерантности имеет большое практическое значение. Он используется для решения многих важных проблем медицины, таких как пересадка органов и тканей, подавление аутоиммунных реакций, лечение аллергий и других патологических состояний, связанных с агрессивным поведением иммунной системы.

• История открытия иммунологической толерантности

Была открыта в 1949—1953 гг. австралийскими учеными Бернетом и Феннером (F.М. Burnet, F.J. Fenner) и английскими исследователями Биллингхемом, Брентом и Медаваром (R.Е. Billingham, L. Brent, P.В. Medawar). За это открытие Бернету и Медавару в 1960 г. была присуждена Нобелевская премия.

Питер Медавар подтвердил экспериментально существование иммунологической толерантности. Он разработал модель искусственной индукции иммунологической толерантности путем инъекции новорожденным мышатам кроветворных клеток от аллогенного донора. В работах 40-х годов ученый “переоткрыл” законы трансплантации и показал, что отторжение трансплантата — это иммунологический феномен, и антитела не являются инструментом отторжения.