Лекция Структура иммунологии и иммунитет
(Ст. преподаватель Свирина В.И.)
Иммунология - наука, изучающая механизмы и способы защиты организма от генетически чужеродных веществ (антигенов - АГ) с целью сохранения и поддержания гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, а также биологической (антигенной) индивидуальности и видовых различий.
Иммунология решает многие важные проблемы в биологии и медицине, о чем свидетельствуют ее структура и направление исследований. Она делится на общую и частную.
Общая иммунология изучает иммунитет на молекулярном, клеточном уровнях: генетику, физиологию и эволюцию иммунитета, а также механизмы управления иммунными процессами (иммуногенетика).
Частная иммунология в соответствии с объектом изучения делится на аллергологию, иммунопатологию, вакцинопатологию (вакцинопрофилактику), онкоиммунологию, трансплацентарную иммунологию, иммунологию репродукции, иммунобиотехнологию, иммунокардиологию, иммунофармакологию. Выделяют также клиническую иммунологию и экологическую иммунологию.
Иммунитет (от лат immunitas - освобождение, избавление от чего-либо) - защита организма от генетически чужеродных веществ (антигенов - АГ) экзогенного и эндогенного происхождения с целью сохранения и поддержания гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, а также биологической (антигенной) индивидуальности и видовых различий. Выделяют естественный (неспецифический, врожденный) и приобретенный (адаптивный, специфический) иммунитет (таблица 1).
Таблица 1
Естественный иммунитет (неспецифическая резистентность) |
Приобретенный (адаптивный, специфический) иммунитете и формы иммунного реагирования |
|
|
Органы, ткани и клетки иммунной системы
Различают центральные и периферические органы иммунной системы, в которых развиваются, созревают и дифференцируются клетки иммунной системы.
Центральные органы иммунной системы - костный мозг (КМ) и тимус. В них из стволовых кроветворных клеток (СКК) лимфоциты дифференцируются в зрелые неиммунные лимфоциты, так называемые наивные (от англ. naive) или девственные (от англ. virgine) лимфоциты.
Кроветворный КМ - место рождения всех клеток иммунной системы и созревания В-лимфоцитов (В-лимфопоэз). Тимус (вилочковая железа) отвечает за рождение Т-лимфоцитов: Т-лимфопоэз (реаранжировка, т.е. перестройка, генов TcR, экспрессия рецепторов и т.д.). В тимусе отбираются Т-лимфоциты (CD4 и CD8) и уничтожаются высокоавидные к собственным АГ клетки. Гормоны тимуса завершают функциональное созревание Т-лимфоцитов, повышают секрецию ими цитокинов.
Периферические лимфоидные органы и ткани (лимфатические узлы, лимфоидные структуры глоточного кольца, лимфатические протоки и селезенка) - территория взаимодействия зрелых неиммунных лимфоцитов с антигенпрезентирующими клетками (АПК) и последующей антигензависимой дифференцировки (иммуногенеза) лимфоцитов. В эту группу входят: лимфоидная ткань, ассоциированная с кожей (Skin-Associated Lymphoid Tissue - SALT); лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками (Mucosa-Associated Lymphoid Tissue - MALT) желудочно-кишечного, респираторного и мочеполового трактов (солитарные фолликулы, миндалины, пейеровы бляшки и др.). Пейеровы бляшки (групповые лимфатические фолликулы) - лимфоидные образования стенки толстой кишки. АГ проникают из просвета кишки в пейеровы бляшки через эпителиальные клетки (М-клетки).
Антигены (АГ) - генетически чужеродные вещества (белки, полисахариды, липополисахариды, нуклеопротеины) с характерными химическими группировками, которые могут вызывать в организме антителообразование и другие формы иммунного ответа, а также взаимодействовать с АТ и антигенраспознающими клетками.
АГ содержит несколько различных или повторяющихся эпитопов. Эпитоп (антигенная детерминанта) - отличительная часть молекулы АГ, обусловливающая специфичность АТ и эффекторных Т-лимфоцитов при иммунном ответе (см рис). Эпитоп комплементарен активному центру АТ или Т-клеточному рецептору. АГ, вызывающие аллергию, называются аллергенами, а иммунологическую толерантность - толерогенами.
Эпитопы
А нтиген
АГ бактерий: О-АГ (липополисахарид клеточной стенки), Н-АГ (белок жгутика) и капсульный К-АГ (в частности Vi-АГ).
Гаптен - неполноценный АГ в виде небольшой химической группы. Самостоятельно гаптен не вызывает иммунный ответ, но может взаимодействовать с АТ или сенсибилизированными лимфоцитами. Гаптен вызывает иммунный ответ только после соединения с белком (комплекс белок-гаптен) или другим полимером-носиетелем.
Суперантигены - АГ микробов, взаимодействующие с МНС II класса антигенпрезентирующих клеток (АПК) и Т-клеточным рецептором (ТсR) Т-лимфоцитов, вне антигенсвязывающей щели, т.е. не в активных центрах. Суперантигены присоединяются как бы сбоку молекул МНС II и ТсR. Они блокируют возможный специфический иммунный ответ и вызывают поликлональную активацию лимфоцитов, выброс цитокинов, и затем, гибель Т-лимфоцитов с явлениями иммунодефицита. Суперантигенами являются: энтеротоксины стафилококков; токсин синдрома токсического шока; суперантигены стептококков, вируса Эпштейна-Барр и др.
АГ главного комплекса гистосовместимости (МСН - Major histocompatibility complex). МНС у человека называется HLA (Human leukocyte antigens). АГ МНС I класса имеют все ядросодержащие клетки, а МНС II класса только антигенпрезентирующие клетки. АГ МНС I и II классов участвуют в презентации (представлении) клетками антигенного пептида Т-лимфоцитам: продукты МНС I класса представляют антигенный пептид CD8+ Т-лимфоцитам, а МНС II класса - CD4+ Т-лимфоцитам. Имеются неклассические молекулы МНС, или МНС-подобные (например, CD1).