Номера вопросов, вариант 12


Врожденный и адаптивный иммунитет. Принципы функционирования. Распознавание чужеродных агентов. Эффекторные механизмы



Скачать 103.62 Kb.
страница4/8
Дата14.02.2020
Размер103.62 Kb.
Название файлаKontrolnaya_po_immunologii_12_var.docx
Учебное заведениеВятская государственная сельскохозяйственная академия
ТипЛитература
1   2   3   4   5   6   7   8

Врожденный и адаптивный иммунитет. Принципы функционирования. Распознавание чужеродных агентов. Эффекторные механизмы.


Врожденный иммунитет существует у всех многоклеточных, т.е. в течение более 2 млрд лет. Распознавание в системе врожденного иммунитета осуществляется по «паттерновому» принципу. Его суть состоит в том, что клетки несут на своей поверхности и в цитоплазматических гранулах несколько разновидностей рецепторов, способных распознать группы родственных молекул, которые выступают в качестве «образов (паттернов) патогенности», т.е. рассматриваются клеткой как маркеры опасности (и, как правило, чужеродности) для организма со стороны их носителя. Примером таких образов патогенности могут служить липополисахариды, присутствующие в клеточной стенке бактерий, но не в клетках многоклеточных организмов, двуспиральная РНК, свойственная многим вирусам, а у многоклеточных могущая присутствовать только в определенных компартментах клетки. Примером рецепторов для таких молекул являются толл-подобные-рецепторы (TL), обычно представленные десятком разновидностей на мембране и внутри клетки.

Распознавание паттернов патогенности рецептором порождает в клетке сигнальный каскад, приводящий к экспрессии ряда генов, продукты которых участвуют, во-первых, в развитии воспалительной реакции, во-вторых, собственно в реализации защиты. Воспалительная реакция служит необходимым плацдармом для осуществления реакций врожденного иммунитета, поскольку она обеспечивает мобилизацию лейкоцитов из крови в очаг проникновения патогенов и вызывает активацию лейкоцитов, превращая их в активные клетки врожденного иммунитета. Активированные клетки осуществляют удаление патогенов из организма, вызывая их гибель и последующее расщепление. Различают три варианта «убийства» (киллинга) патогенов - внутриклеточный (после поглощения путем фагоцитоза), внеклеточный (путем выделения цитотоксических субстанций) и контактный (путем индукции апоптоза через передачу сигнала или цитотоксических факторов). Фагоцитарная активность в наибольшей степени присуща нейтрофильным гранулоцитам и моноцитам/макрофагам. Внеклеточный цитолиз с наибольшей эффектвиностью осуществляют эозинофилы, контактный киллинг – NK-лимфоциты (естественные киллеры). Расщепление убитых патогенов осуществляется в результате фагоцитоза – в фаголизосомах. Гибели патогенов способствуют гуморальные факторы – компоненты комплемента, пентраксины и т.д, которые осуществляют опсонизацию, т.е. подготовку клеток, облегчающую их фагоцитоз, или через формирование пор в мембране в результате активации комплемента. В реализации врожденного иммунитета участвуют также некоторые разновидности лимфоцитов, которые, обладая клональным типом распознавания, способны осуществлять свои реакции после кратковременной активации.

Врожденный иммунитет является надежным способом защиты от многих патогенов, однако некоторые из них располагают эволюционно сформировавшимися способами избегать воздействия защитных факторов врожденного иммунитета; его недостатком является также отсутствие иммунологической памяти. Тем не менее, у всех представителей первичноротых животных, а также у низших представителей вторичноротых врожденный иммунитет надежно защищает организмы от биологической агрессии, что обеспечило их выживание в течение миллиардов лет. Иммунитет растений также может быть охарактеризован как врожденный.

Адаптивный иммунитет присущ только позвоночным, т.е. его возраст составляет 400-500 млн лет. Как уже упоминалось, эта форма иммунитета реализуется в виде иммунного ответа, основными участниками которого являются лимфоциты. Лимфоциты несут на своей поверхности рецепторы, специфически распознающие участки молекулы антигена (антигенные эпитопы). В процессе дифференцировки лимфоцитов включается процесс рекомбинационной перестройки генов, кодирующих их рецепторы, результатом чего является формирование индивидуального по структуре рецептора в каждом созревающем лимфоците. Потомство этих клеток формирует клоны, которые распознают конкретные эпитопы, причем клоны отличаются друг от друга по структуре как рецептора, так и распознаваемого эпитопа; сумма клонов, образующих популяции лимфоцитов, обеспечивает распознавание всех возможных эпитопов (примерно миллион вариантов). Поскольку в результате случайной перестройки генов могут возникнуть клоны, распознающие собственные антигены организма и потому способные вызвать повреждение его тканей, существует несколько механизмов защиты, среди которых - выбраковка аутоспецифических клонов и формирование регуляторных Т-клеток, подавляющих активность таких клонов, если они избежали процесса выбраковки.

Из трех главных популяций лимфоцитов – В (бурсазависимые), Т (тимусзависимые) и NK (естественные киллеры) только две первые несут антигенраспознающие рецепторы и имеют клональную структуру (NK-клетки относятся к врожденному иммунитету). Рецепторы В-лимфоцитов представляют собой белки-иммуноглобулины. Они распознают эпитопы на основе стерического соответствия (принцип: ключ-замок). Рецепторы Т-клеток представляют собой гетеродимеры иммуноглобулиноподобных молекул; существует два типа рецепторов, содержащие α- и β-цепи или γ- и δ-цепи. αβТ-клетки представляют собой классические клетки адаптивного иммунитета, тогда как γδТ-клетки относят к клеткам врожденного иммунитета. αβТ-клетки распознают не свободный антиген, а его эпитопы, комплексированные с молекулами МНС I или II типов. Эти молекулы выступают в качестве внутреннего эталона «своего». Внедрение в эти молекулы фрагментов молекул антигена происходит в результате внутриклеточного процессинга, и такие комплексы экспонируются на поверхности клеток. Молекулы МНС класса I присутствуют на поверхности практически всех клеток организма, а молекулы МНС класса II – только на специализированных клетках, называемых антигенпрезентирующими (АПК; основной вариант– дендритные клетки).

Включение иммунного ответа происходит в виде акта презентации антигена. Его суть состоит в том, что АПК вступает контакт с Т-лимфоцитом того клона, который способен распознать антигенный эпитоп, содержащийся в составе молекул МНС на поверхности АПК. В связи с редкостью клеток конкретного клона существует комплекс механизмов, определяющий доставку АПК и Т-клеток в одни и те же зоны лимфатических узлов и задержку в них клеток соответствующих клонов. В зависимости от способности распознавать эпитоп в составе молекул МНС I или II класса Т-клетки делятся на две основные субпопуляции. Они различаются молекулами мембранных корецепторов (CD4 или CD8) - молекул облегчающих распознавание комплекса МНС с антигенным эпитопом. В распознавании антигена, связанного с МНС I класса, участвует корецептор CD8, антигена, связанного с МНС класса II, – корецептор CD4. Ключевая роль в запуске иммунного ответа принадлежит CD4+ Т-клеткам. Сигнал, поступающий от антигена через рецептор, включает каскад событий, в конечном счете вызывающий размножение Т-клеток (что необходимо для увеличения их изначально небольшой численности) и их дифференцировки в несколько разновидностей, способных помочь (отсюда обозначение CD4+ Т-клеток как Т-хелперов) формированию различных эффекторных (исполнительных) клеток адаптивного иммунитета.

Разнообразие эффекторных клеток продиктовано необходимостью удалить патогены, отличающиеся по локализации – вне или внутри (в ядре, цитоплазме, гранулах) клетки. Основными механизмами удаления внеклеточных патогенов являются антитела, которые представляют собой растворимые антигенраспознающие рецепторы В-лимфоцитов и служат главным фактором гуморального варианта адаптивного иммунитета. В-лимфоцит соответствующего клона, распознавший «свой» антиген, презентирует его Т-хелперу (его разновидности, обозначаемой как Th2-клетки). В ответ В-клетка получает стимул (через контактное взаимодействие и действие специальных белков – цитокинов, выделяемых Тh2-клетками), способствующий размножению В-клетки и ее дифференцировке в плзаматические клетки. Эти клетки специализированы на выработке и секреции антител. Антитела взаимодействуют с антигенами патогенов, которые они распознают. Связывание антигена с микроорганимзом или токсином, который он выделяет, может само по себе обеспечить защитный эффект в связи с нейтрализующим или иммобилизирующим действием антитела. Однако чаще в реакцию вовлекаются факторы врожденного иммунитета. «Хвостовая» (противоположная антигенраспознающему участку) часть антитела опознается макрофагами и другими фагоцитирующими клетками и облегчает фагоцитоз патогена или вызывает активацию комплемента, что вызывает лизис клетки возбудителя и также способствует ее фагоцитозу. Другой вариант защиты от внеклеточных патогенов состоит в привлечении нейтрофилов, осуществляемом вариантом Т-хелперов, который обозначается как Th17-клетки. Нейтрофилы являются активными фагоцитами, успешно поглощают и расщепляют патоген. В случае защиты от макропаразитов, Th2-клетки привлекают эозинофилы, которые инактивируют и убивают патоген с помощью механизма внеклеточного цитолиза, о котором говорилось выше. Таким образом, Th2- и Th17-клетки «организуют» подключение механизмов врожденного иммунитета (предварительно стимулируя их), которые и завершают процесс уничтожения внеклеточных патогенов.

Уничтожение внутриклеточных патогенов осуществляется с привлечением клеточных вариантов адаптивного иммунитета. В том случае, если фагоцитированный патоген проявляет устойчивость к внутриклеточным факторам бактерицидности, он продолжает существовать и размножаться внутри фагоцита (типичный пример – микоплазмы туберкулеза и проказы). В этом случае адекватной формой иммунной защиты становится активация макрофагов Т-хелперами типа Th1, которые воздействуют на макрофаги своим гуморальным продуктом интерфероном γ, а также через контактные взаимодействия. В активированном макрофаге усиливаются все механизмы бактерицидности, например, генерация активных форм кислорода, и включаются новые механизмы, например образование активных форм оксида азота. Как правило, это приводит к гибели внутриклеточного патогенна. Если полного освобождения от патогена не происходит, инфицированные клетки изолируются от организма путем формирования гранулемы, в которой эти клетки окружаются слоями макрофагов и Т-хелперов.

Иная иммунная стратегия используется для борьбы с патогенами, локализующимися в цитоплазме (некоторые паразиты) или ядре (вирусы). В этом случае гибель инфицированных клеток достигается в результате контактного цитолиза, осуществляемого факторами врожденного (NK-лимфоциты) и адаптивного иммунитета. Адаптивный иммунитет в этом случае представляют цитотоксические Т-лимфоциты – CD8+ Т-клетки, специфически распознающие антигены вируса или иного внутриклеточного патогена в составе молекул МНС класса I, представленных на поверхности инфицированных клеток. Помощь Тh1-хелперов в этом случае состоит преимущественно в поставке ростового фактора – интерлейикна 2, обеспечивающего размножение и дифференцировку цитотоксических Т-лимфоцитов.

В случае совместного проявления активности факторов адаптивного и врожденного иммунитета организму удается преодолеть инфекцию и удалить из организма патогены. При этом эффекторные клетки, которые участвовали в иммунном ответе, быстро погибают. След иммунного ответа сохраняется в виде клеток памяти Т- и В-типов. При повторной встрече с патогеном защитные процессы осуществляются быстрее и настолько эффективно, что патологические проявления инфицирования могут не проявиться (т.е. отсутствует заболевание – в этом состоит смысл вакцинопрофилактики). Это обусловлено рядом особенностей клеток памяти: численность этик клеток в каждом клоне примерно на два порядка выше, чем в клонах «наивных» клеток, для вовлечения клеток памяти в иммунный ответ не требуется прохождения его длительных начальных этапов и процесс презентации антигена облегчается настолько, что вторичный иммунный ответ может включиться в месте поступления патогена (обычно – в барьерных тканях), а не в специализированных лимфоидных органах.




  1. Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8


База данных защищена авторским правом ©genew.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Рабочая программа
Методические указания
Практическая работа
Методические рекомендации
Теоретические основы
Пояснительная записка
Общая характеристика
Учебное пособие
История развития
Общие сведения
Физическая культура
Теоретические аспекты
Практическое задание
Федеральное государственное
Направление подготовки
Техническое задание
Теоретическая часть
Самостоятельная работа
Дипломная работа
Общие положения
Методическая разработка
государственное бюджетное
Образовательная программа
квалификационная работа
Выпускная квалификационная
Техническое обслуживание
Технологическая карта
Решение задач
учебная программа
История возникновения
Методическое пособие
Краткая характеристика
Рабочая учебная
Исследовательская работа
Общая часть
Общие требования
Метрология стандартизация
Основная часть
Рабочая тетрадь
История создания
Название дисциплины
Техническая эксплуатация
Экономическая теория
Математическое моделирование
Организация работы
Информационная безопасность
Государственное регулирование
Современное состояние