Номера вопросов, вариант 12


Лимфопоэз. Основные маркеры Т-, В- и NK-клеток. Цитокины, контролирующие лимфопоэз



Скачать 103.62 Kb.
страница5/8
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

Лимфопоэз. Основные маркеры Т-, В- и NK-клеток. Цитокины, контролирующие лимфопоэз.


Согласно унитарной теорией кроветворения источником развития лимфоцитов является стволовая кроветворная клетка (I класс), из которой образуется клетка-попередниклимфопоезу (II класс). Далее развитие этой клетки идет в двух направлениях согласно двум разновидностей лимфоцитов - Т и В. В обоих рядах возникают унипотентни предшественники, через лимфобласты (Т и В) превращаются в лимфоциты (Т и В). Развитие Т-лимфоцитов происходит в тимусе под влиянием специфического микроокружения его стромы и гормона этого органа. Развитие В-лимфоцитов у человека осуществляется в красном костном мозге и, возможно, в лимфатических узелках пищеварительной трубки. Предшественники T-и В-лимфоцитов образуются также в красном костном мозге. Зрелые клетки не являются конечными элементами и их дальнейшее гистогенез зависит от наличия антигенов. Тогда они переходят в бластные формы и начинают деление. По повторной антигенной стимуляции В-лимфоциты, например, могут давать клоны с астрономическим числом клеток, осуществляя до 90 митозов. Процесс дифференциации лимфоцитов происходит в периферических кроветворных органах - селезенке и лимфатических узлах. Здесь с стимулированных антигеном T-лимфоцитов через Т-лимфобласты, крупные и средние лимфоциты образуются Т-киллеры, Т-супрессоры, Т-клетки памяти. Стимулируемые В-лимфоциты через плазмобласты и проплазмоциты трансформируются в плазмоциты и В-клетки памяти.

К маркерам, характеризующим линию T-клеток, относится, в первую очередь,антигенраспознающий T-клеточный рецептор (ТКР).

Примерно 90-95% T-клеток представляют собой вариант альфа-бета ТКР, и обозначаются эти клетки как альфа-бета T-клетки. Остальные 5-10% T-клеток несут на своей поверхностиТКРгамма-дельта и обозначаются как гамма-дельта T-клетки. Альфа-бета T-клетки подразделяются на две различные неперекрывающиеся субпопуляции. Клетки одной из них несут маркер CD4 и в основном "помогают" в осуществлении иммунного ответа или "индуцируют" его - T-хелперы. T-клетки другой субпопуляции несут маркер CD8 и обладают преимущественно цитотоксической активностью. Небольшая часть альфа-бета T-клеток не экспрессируют ни CD4, ни CD8. Подобным же образом "дважды отрицательны" большинство циркулирующих гамма-дельта T-клеток, хотя некоторые из них все же несут маркер CD8. Напротив, большая часть гамма-дельта T-клеток в тканях экспрессирует CD8. Существует отдельная субпопуляция антигенспецифичных супрессивных T-клеток ( T-супрессоров ), несущих маркер CD4 и CD8. Они способны подавить иммунный ответ либо путем прямого цитотоксического воздействия на антигенпрезентирующие клетки, либо путем выделения "супрессивных" цитокинов, либо путем передачи сигнала отрицательной регуляции.

На клеточной поверхности и альфа-бета и гамма-дельта антигенраспознающие рецепторы T-клеток располагаются непосредственно рядом с полипептидным комплексом, имеющим групповое название CD3. Это соседство и ассоциация с CD3 необходимы для экспрессии всего рецепторного комплекса на поверхности клеток. Характерной особенностью В-клеток является наличие поверхностных мембрано-связанных антител, относящихся к классам IgM и IgD. В комплексе с с другими поверхностными молекулами иммуноглобулины формируют антиген-распознающий рецептивный комплекс, ответственный за узнавание антигена. Также на поверхности В-лимфоцитов расположены антигены МНС класса II, важные в кооперации с Т-клетками, также на некоторых клонах В- лимфоцитов присутствует CD5 маркер, общий с Т-клетками. Рецепторы C3b компонента комплемента(Cr1, CD35) и C3d (Cr2,CD21) имеют определённую роль в активации В-клеток. Следует отметить, что маркеры CD19, CD20 и CD22используются для идентификации В-лимфоцитов. Также на поверхности В-лимфоцитов обнаруженыFc рецепторы.

Морфологически NK-клетки представляют собой большие гранулярные CD3-негативные лимфоциты, экспрессирующие поверхностную молекулу CD56. В настоящее время по характеру экспрессии поверхностных маркеров NK-клетки можно подразделить на 48 различных популяций. Однако традиционно среди NK-клеток выделяют две группы: CD3– CD16bright CD56dim и CD3– CD16dim CD56bright. Большинство NK-клеток периферической крови слабо экспрессируют CD56 и интенсивно экспрессируют CD16 (CD16bright CD56dim). Для этих клеток характерно наличие большого количества лизосомальных гранул, содержащих гранзимы и перфорины. Другие популяции NK-клеток периферической крови экспрессируют CD56, но слабо или совсем не экспрессируют молекулы CD16 (CD16dim CD56bright и CD16–CD56bright). Популяции CD16dim CD56bright и CD16–CD56bright обладают регуляторными свойствами, однако под воздействием цитокинов свойства и функции этих NK-клеток могут изменяться. Так, интерлейкин (IL)-2 модулирует как фенотип, так и цитотоксическую функцию.

Контроль и регуляция гемопоэза осуществляется множеством цитокинов, которые способны активировать гемопоэтические клетки(индуцировать их переход из G0 в G1 фазу клеточного цикла), регулировать направленность их дифференцировки в различные ростки кроветворения, стимулировать их пролиферацию и созревание, а также подавлять чрезмерное производство отдельных клеточных типов. Цитокины оказывают регуляторное влияние как на стволовые гемопоэтические клетки, так и на их зрелых потомков, определяя их функциональную активность. Основными продуцентами цитокинов в кроветворной ткани являются стромальные клетки костного мозга (фибробласты, ретикулярные клетки, макрофаги, эндотелиальные клетки) и лимфоциты. Основными цитокином, определяющим функциональное состояние полипотентной стволовой клетки (ПСК) является ФСК (фактор стволовой клетки). Установлено, что ФСК синтезируется фибробластами костного мозга в двух формах – мембраносвязанной и растворимой. Мембранная форма ФСК обеспечивает взаимодействие стволовых кроветворных клеток со стромой. Это взаимодействие формирует чувствительность СКК к стимулирующим импульсам других регуляторных факторов (цитокинов, гормонов и др.). На СКК для ФСК имеется специализированный рецептор – c-kit. На примере мутантных мышей, имеющих дефект в sL-локусе 10-й хромосомы, который кодирует молекулу ФСК, показано, что нарушение экспрессии мембранной формы ФСК приводит к нарушению пролиферации и дифференцировки СКК. В результате в костном мозге таких мышей резко снижено содержание миелоидных предшественников (ГММЭ-КОК) и их потомков, развивается панцитопения. СКК человека (CD34+-клетка) в присутствии растворимой формы ФСК резко усиливает формирование различного типа клеточных колоний под влиянием ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-6, ИЛ-11.Функциональная активность стволовой миелоидной клетки (ГММЭ-КОК) находится под контролем ФСК, ИЛ-3, ИЛ-1, ИЛ-11, ИЛ-6. Эти факторы определяют направленность дифференцировки стволовой клетки в различные ростки кроветворения, а также ее пролиферативную активность.



4. Общий план строения иммуноглобулинов. Константные и вариабельные домены иммуноглобулинов. Структура антигенсвязывающих участков. Понятие об изотипах, аллотипах и идиотипах иммуноглобулинов.


Антитела (иммуноглобулины, Ig) по своей химической структуре относятся к гликопротеинам, помимо собственно полипептидной цепи содержат олигосахаридные фрагменты. Некоторые молекулы иммуноглобулинов находятся на поверхности В-лимфоцитов и функционируют как антигенспецифичные рецепторы. Другие антитела присутствуют как свободные молекулы в плазме крови и тканевой жидкости.

Синтез антител осуществляют В-клетки после контакта с антигеном и созревания В-клеток в плазматические клетки.



Функции антител. Иммуноглобулины бифункциональны. Это означает, что иммуноглобулин любого типа: распознает и связывает антиген, а затем - усиливает киллинг и/или удаление иммунных комплексов, сформированных в результате активации эффекторных механизмов. Роль АТ в формировании приобретенного постинфекционного и поствакцинального иммунитета. АТ имеют важное значение в формировании приобретенного постинфекционного и поствакцинального иммунитета: 1. Связываясь с токсинами, АТ нейтрализуют их, обеспечивая антитоксический иммунитет; 2. Блокируя рецепторы вирусов, АТ препятствуют адсорбции вирусов на клетках, участвуют в противовирусном иммунитете; 3. Комплекс АГ-АТ запускает классический путь активации комплемента с его эффекторными функциями (лизис бактерий, опсонизация, воспаление, стимуляция макрофагов); 4. АТ принимают участие в опсонизации бактерий, способствуя более эффективному фагоцитозу; 5. АТ способствуют выведению из организма (с мочой, желчью) растворимых АГ в виде ЦИК.

Строение иммуноглобулинов. Общий план строения иммуноглобулинов: Fab; Fc; тяжелая цепь; легкая цепь; антиген-связывающийся участок; шарнирный участок. Растворимые антитела и мембранные иммуноглобулиновые рецепторы различаются только строением своей С-концевой части. Молекулы иммуноглобулинов состоят из двух типов полипептидных цепей – тяжелых (H – heavy) и легких (L – light). Так называемый мономерный иммуноглобулин содержит две Н- и две L-цепи, расположенные симметрично и соединенные дисульфидными связями. Единственная дисульфидная связь, соединяющая Н- и L-цепи, локализуется недалеко от С-конца легкой цепи. Н-цепи скрепляются различным числом дисульфидных связей, о чем будет сказано ниже. Молекулу иммуноглобулина можно разрушить до отдельных полипептидных цепей восстановлением дисульфидных связей дитиотреитолом или меркаптопурином. Легкие цепи содержат 2, а тяжелые – 4–5 гомологичных сегмента – домена. Эти сегменты образованы примерно 110 аминокислотными остатками и имеют сходную пространственную организацию, стабилизированную одной дисульфидной связью, но различные функции. Молекулярная масса L-цепей – 50–60 кДа, Н-цепей – 100–120 кДа, мономера иммуноглобулина – 150–170 кДа. Во всех цепях N-концевой домен участвует в распознавании антигена. Главную роль при этом играет пространственное соответствие, или комплементарность, антигенраспознающей части молекулы иммуноглобулина с распознаваемым эпитопом. Специфичность иммуноглобулинов определяется первичной структурой антигенраспознающих доменов, называемых вариабельными, или V-доменами (от variable). V-домены тяжелых и легких цепей (VH и VL) участвуют в формировании антигенсвязывающего участка, или активного центра антител. Структура остальных доменов молекулы иммуноглобулина постоянна. Поэтому их называют константными, или С-доменами (от constant). В состав L-цепи входит 1 С-домен (СL), Н-цепей – 3 или 4 С-домена (CH1, CH2 и т.д.). С-домены определяют эффекторные функции иммуноглобулинов, не связанные с распознаванием антигена, а предназначенные для взаимодействия с рецепторами клеток, активации комплемента и т.д., что необходимо для реализации эффекторных функций антител. Протеазы расщепляют молекулы иммуноглобулинов на фрагменты, при этом под воздействием разных протеаз можно получить различные продукты. Так, папаин расщепляет молекулы иммуноглобулинов на 2 типа фрагментов – Fab (Fragment antigen binding) и Fc (Fragment cristallizable). Из молекулы выщепляется два Fab-фрагмента и один Fc-фрагмент. Как следует из названия, Fab-фрагмент сохраняет способность связывать антиген, поскольку содержит активный центр антител (V-домены обеих цепей, CL- и CH1-домены). Fc-фрагмент включает остальные СH-домены, скрепленные дисульфидными связями. Название Fc-фрагмента определило обозначение рецепторов, распознающих «хвостовую» часть антител – Fc-рецепторы. Другой протеолитический фермент – пепсин – расщепляет молекулу ближе к С-концу Н-цепей, чем папаин, – «ниже» дисульфидных связей, скрепляющих Н-цепи. В результате при действии пепсина образуется двухвалентный антигенсвязывающий F(ab’)2-фрагмент и укороченный Fc’-фрагмент. Выделяют два типа L-цепей – κ и λ, различающиеся строением CL-домена. Строение СН-доменов обусловливает разделение Н-цепей и молекул иммуноглобулинов на изотипы, или классы, первоначально идентифицированные серологически (т.е. с помощью сывороточных антител к различным изотипам). Выделяют 5 основных изотипов Н-цепей – μ, γ, α, δ и ε. Каждая молекула иммуноглобулина может содержать Н-цепи только одного изотипа. В зависимости от структуры Н-цепей выделяют 5 классов молекул иммуноглобулинов – IgM, IgG, IgA, IgD и IgE (латинские буквы в названии иммуноглоублинов соответствуют греческим в обозначении изотипов Н-цепей). Иммуноглобулины классов IgG и IgA разделяют на подклассы (субтипы), также в зависимости от особенностей Н-цепей.

У человека выделяют 4 подкласса IgG – IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 и 2 подкласса IgA – IgA1 и IgA2. Н-цепи этих подклассов иммуноглобулинов обозначают соответствующими греческими буквами с цифрой (γ1, γ2, γ3, γ4, α1, α2). Иммуноглобулины всех классов могут принадлежать к К- и L-типам в зависимости от присутствия в их составе L-цепей κ- или λ-типов соответственно. У человека соотношение K- и L-типов составляет 3:2. Активные центры образованы первыми доменами V-областей тяжелой и легкой цепи. Активный центр имеет характерную пространственную конфигурацию, определенное распределение положительных и отрицательных зарядов, гидрофобных и гидрофильных остатков аминокислот на своей поверхности. От этого зависит его способность специфически связываться с конкретным эпитопом, имеющим комплементарную структуру. Взаимодействие эпитопа с активным центром идет по принципу «ключ – замок». Эпитоп удерживается в активном центре за счет всех типов нековалентных связей (водородные связи, гидрофобные и электростатические взаимодействия, ван-дер-ваальсовы силы взаимного притяжения). Силу химической связи одного антигенного эпитопа с одним из активных центров молекулы иммуноглобулинаназывают аффинностьюсвязи антитела с антигеном. Аффинность количественно принято оценивать по константе диссоциации одного антигенного эпитопа с одним активным центром в моль"1.

Силу связи цельной молекулы антитела со всеми, которые ей удалось связать антигенными эпитопами, называют авидностью связи антитела с антигеном. Авидность количественно также измеряют как константу диссоциации соответственно цельной молекулы антитела со всеми связанными эпитопами. Например, IgM высокоавидны, но низкоаффинны; IgG – наоборот, низкоавидны и высокоаффинны.

Отражением структурного разнообразия антигенсвязывающего участка иммуноглобулинов-антител является их идиотипическое разнообразие. Если рассматривать антитела как молекулы с антигенными свойствами, то естественно предположить, что антигенная специфичность их вариабельных участков будет практически уникальна. Антигенные детерминанты – эпитопы, локализующиеся в вариабельных зонах иммуноглобулинов, называют идиотопами, а соответствующие антигенные варианты иммуноглобулинов – идиотипами. Общие идиотипы характерны для антител к распространенным антигенам. Частные идиотипы служат уникальными маркерами антител. Активные центры антител к некоторым идиотипам по крайней мере частично воспроизводят пространственную структуру антигена, против которого направлены антитела, несущие этот идиотип. Такие антиидиотипические активные центры обозначают как внутренний образ антигена. Однако полное совпадение пространственной структуры антиидиотипа и антигена невозможно, поскольку антигенный эпитоп практически всегда имеет выпуклую форму, а активный центр антител – вогнутую. Антиидиотипические антитела играют важную роль в регуляции гуморального иммунного ответа.

Основные биологические характеристики антител: 1. Специфичность – это способность взаимодействовать с определенным (своим) антигеном (соответствие эпитопа АГ и активного центра АТ); 2. Валентность – это количество способных реагировать с АГ активных центров (связано с молекулярной организацией – моно- или полимер). Иммуноглобулина могут быть двухвалентными (IgG) или поливалентными (IgM имеет 10 активных центров). Двух- и более валентные АТ называют полными АТ. Неполные АТ имеют только один участвующий во взаимодействии с АГ активный центр (блокирующий эффект на иммунологически реакции, например, на агглютинационные тесты). Их выявляют антиглобулиновой пробой Кумбса, реакцией угнетения связывания комплемента; 3. Афинность - сила химической связи одного антигенного эпитопа с одним из активных центров молекулы иммуноглобулина; 4. Авидность - сила связи цельной молекулы антитела со всеми, которые ей удалось связать антигенными эпитопами; 5. Гетерогенность (вариабельность) – обусловлена антигенными свойствами АТ.

Все разнообразие антител проистекает из вариабельности как тяжёлых цепей, так и лёгких цепей. У антител, вырабатываемых тем или иным организмом в ответ на те или иные антигены, выделяют: изотипическая вариабельность – проявляется в наличии классов антител (изотипов), различающихся по строению тяжёлых цепей и олигомерностью, вырабатываемых всеми организмами данного вида; аллотипическая вариабельность – проявляется на индивидуальном уровне в пределах данного вида в виде вариабельности аллелей иммуноглобулинов – является генетически детерминированным отличием данного организма от другого; идиотипическая вариабельность – проявляется в различии аминокислотного состава антиген-связывающего участка. Это касается вариабельных и гипервариабельных доменов тяжёлой и лёгкой цепей, непосредственно контактирующих с антигеном.



Классификация иммуноглобулинов основана на существовании трех форм гетерогенности белков. Различают идиотипы, изотипы и аллотипы. Следовательно, между молекулами антител возможныизотипические, аллотипические и идиотипические различия в аминокислотной последовательности. Изотипы – это различные варианты, которые представлены в сыворотке крови каждого индивидуума пятью классами и многими подклассами иммуноглобулинов.



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
Теоретическая часть
Техническое задание
Самостоятельная работа
Образовательная программа
Общие положения
Методическая разработка
Дипломная работа
государственное бюджетное
квалификационная работа
Технологическая карта
Выпускная квалификационная
Техническое обслуживание
учебная программа
Решение задач
Исследовательская работа
История возникновения
Методическое пособие
Краткая характеристика
Рабочая учебная
Общие требования
Общая часть
История создания
Основная часть
Метрология стандартизация
Рабочая тетрадь
Современное состояние
Название дисциплины
Техническая эксплуатация
Информационная безопасность
Организация работы
Математическое моделирование
Внеклассное мероприятие
Экономическая теория