1. Антиген — макромолекулярные компоненты всех живых организмов, несущее признаки генетически чужеродной информации, которые при введении в организм животных и человека вызывают образование специфических реагирующих с ними антител. Они способны вызывать иммунный ответ. Носителями таких чужеродных веществ будут бактерии, вирусы, грибки, трансплантаты, опухолевые клетки.

Антигены обладают 2 свойствами: • антигенностью, или антигенным действием, — они способны индуцировать развитие иммунного ответа; • специфичностью, или антигенной функцией, — взаимодействовать с продуктами иммунного ответа, индуцированного аналогичным антигеном. Химическая природа антигенов различна. Это могут быть белки: • полипептиды; • нуклеопротеиды; • липопротеиды; • гликопротеиды; • полисахариды; • липиды высокой плотности; • нуклеиновые кислоты.

Для того чтобы какое-либо вещество проявляло свойства антигена, кроме главного — чужеродно, оно должно обладать еше иелым рядом признаков: • макромолекулярностью • сложностью строения; • жесткостью структуры; • растворимостью; • способностью переходить в коллоидное состояние

2) Антигены:

• сильные, которые вызывают выраженный иммунный ответ; • слабые, при введении которых интенсивность иммунного ответа невелика. Сильные антигены, как правило, имеют белковую структуру. Некоторые (обычно небелковые) антигены не способны индуцировать развитие иммунного ответа (не обладают антигенностью), но могут вступать во взаимодействие с продуктами иммунного ответа. Их называют неполноценными антигенами, или гаптенами. Многие простые вещества и лекарственные средства являются гаптенами, при попадании в организм они могут конъюгировать с белками организма хозяина или другими носителями и приобретать свойства полноценных антигенов.

Молекула любого антигена состоит из 2 функиионально различных частей: • 1-я часть — детерминантная группа, на долю которой приходится 2—3% поверхности молекулы антигена. Она определяет чужеродность антигена, делая его именно этим антигеном, отличающимся от других; • 2-я часть молекулы антигена называется проводниковой, при ее отделении от детерминантной группы она не проявляет антигенного действия, но сохраняет способность реагировать с гомологичными антителами, т. е. превращается в гаптен. проводниковой частью связаны все остальные признаки ангенности, кроме чужеродной.

Гаптены - - неполные антигены, относительно простые вещества, способные участвовать в иммунологических взаимодействиях, но не способные самостоятельно индуцировать иммунный ответ. Гаптены обладают свойствами антигенностью и специфичностью, но не обладают иммуногенностью. Гаптены после присоединения к крупным, обычно белковым молекулам (носителям), могут приобретать свойства полного антигена.

Валентность антигена - это число участков связывания с антителами. Эта величина может существенно варьировать в зависимости от структуры антигена, его размеров, а также вида животного, от которого были получены антитела.

3) Антителами называются сывороточные белки, образующиеся в ответ на действие антигена. Они относятся к сывороточным глобулинам, поэтому называются иммуноглобулинами (Ig). Через них реализуется гуморальный тип иммунного ответа. Антитела обладают 2 свойствами: • специфичностью, т. е. способностью вступать во взаимодействие с антигеном, аналогичным тому, который индуцировал (вызвал) их образование; • гетерогенностью по физико-химическому строению, специфичности, генетической детерминированности образования (по происхождению).

Они делятся на: • на нормальные (анамнестические) антитела, которые обнаруживаются в любом организме как результат бытовой иммунизации; • инфекционные антитела, которые накапливаются в организме в период инфекционной болезни; • постинфекционные антитела, которые обнаруживаются в организме после перенесенного инфекционного заболевания; • поствакцинальные антитела, которые возникают после искусственной иммунизации.

Химическая природа антител. Антитела связаны с глобулиновой фракцией сывороточных белков. В альбуминах их нет. Антитела в значительной части связаны с у-глобулиновой фракцией, которая увеличивается при заболевании или иммунизации. При отсутствии у человека у-глобулинов (заболевание — агаммаглобулинемия) антитела не вырабатываются. Активность антител выявляется также в а- и в-глобулиновых фракциях. В настоящее время иммуноглобулины делят на 5 классов: М, G, А, Е, D, отличающихся между собой по химической структуре и функции.

Иммуноглобулины G (IgG) являются самыми активными и, возможно, наиболее важными в развитии иммунитета при заболевании. Они имеют молекулярную массу 160 000, скорость осаждения 7S и содержат до 3% углеводов. В начале заболевания IgG мало, но по мере его развития количество их значительно увеличивается и они выполняют основную защитную функцию.

Иммуноглобулины М (IgM) первыми появляются при развитии плода и после начала заболевания. Молекулярная масса их 900 000. Они содержат до 10% углеводов, имеют скорость осаждения 19S. Их называют также макроглобулинами.

Иммуноглобулины A (IgA) играют важную роль в защите слизистых оболочек дыхательного и пищеварительного трактов от проникновения микробов. Они вырабатываются в плазматических клетках, расположенных преимущественно в подслизистом слое этих органов. IgA легко прикрепляются к клеткам и выделяются на поверхность слизистых оболочек.

Иммуноглобулины Е (IgE), или реагиновые антитела, описаны недавно. Реагины являются причиной возникновения многих аллергических заболеваний, в том числе сенной лихорадки и астмы.

Иммуноглобулины D (IgD) обнаружены в небольших количествах в сыворотке крови.

4. Структура иммуноглобулинов. Молекула иммуноглобулина (мономер) состоит из четырех полипептидных цепей белка: двух тяжелых с относительной молекулярной массой 60 000 и двух легких с молекулярной массой 20 000. Они составляют две пары, в каждую из которых входят одна легкая и одна тяжелая цепи.

Как легкие, так и тяжелые цепи имеют постоянные участки, которые устанавливаются генотипическим наследованием. На концах каждая пара имеет переменные участки, которые меняются специфически в зависимости от антигена. Эти так называемые активные центры (группы) вступают в специфическую связь с антигеном, вызвавшим выработку антител.

Активные центры антител очень малы, они занимают лишь 2% поверхности антитела. Количество таких активных центров в молекуле антител определяют обычно как их валентность. IgG имеют два активных центра, т. е. они двухвалентны. Молекула их может присоединить к себе две молекулы антигена. IgA также двухвалентны, но активные центры их расположены так близко друг к другу, что не могут соединиться с двумя молекулами антигена и поэтому лишь блокируют антиген, не давая видимого осадка (преципитата).

Эпитоп или антигенная детерминанта — часть макромолекулы антигена, которая распознаётся иммунной системой (антителами, B-лимфоцитами, T-лимфоцитами). Часть антитела, распознающая эпитоп, называется паратопом.

5) Механизм взаимодействия антигена и антитела состоит из двух фаз: собственно взаимодействия и его проявления.  В первой фазе антитело одним активным центром соединяется с антигенной детерминантой одной клетки крови (фиксируется на клетке). На этом этапе реакции никаких видимых глазом или в световом микроскопе изменений еще нет.  После этого начинается фаза проявлений либо в виде агглютинации (склеивание эритроцитов), либо в виде цитолиза (разрушение клеток крови). После фиксации антител на поверхности клеток крови к комплексу антиген - антитело присоединяется комплекс белков из плазмы крови (комплемент), и комплекс антиген - антитело - комплемент разрушает (лизирует) мембрану клетки.  При взаимодействии антител с эритроцитами это проявляется гемолизом. Для каждой фазы реакции антиген - антитело требуются строго определенные условия: рН среды, температура, ионная сила и коллоидность среды, наличие активного комплемента, определенное соотношение числа молекул антител и антигенов.

Аффинитет – это точность совпадения конфигурации активного центра АТ (паратопа) и антигенной детерминанты (эпитопа)

Авидность – это сила прочности и интенсивности связи АГ и АТ.

Полные и неполные АТ:

Валентность антитела — число активных (Аг-связывающих) центров антитела. Молекула полного Ig как минимум двухвалентна. Такие антитела известны как полные антитела; мономеры с меньшей валентностью — неполные антитела.

Полные антитела (в частности, IgM, lgG) вызывают агрегацию Аг, видимую невооружённым глазом (например, РА бактерий).

Неполные антитела содержат один Аг-связывающий центр и, поэтому, одновалентны (например, антитела, вырабатываемые при бруцеллёзе). Второй Аг-связывающий центр у подобных Ig экранирован различными структурами либо обладает низкой авидностью.

Неполные антитела функционально дефектны, так как не способны агрегировать Аг. Неполные AT могут связывать эпитопы Аг, препятствуя контакту с ними полных антител; поэтому их также называют блокирующими антителами.

6) Выделяют два основных бактериальных антигена, способных инициировать соответствующий иммунный ответ:

1. Капсульные антигены, экспонированные вокруг клетки, состоящие из полисахаридов, которые определяют иммуногенную активность. Капсульные полисахариды представляют собой классические тимуснезависимые антигены, стимулирующие образование lgM, способные в определенных условиях вызывать иммунологическую толерантность.

Антитела к капсульным полисахаридам способствуют фагоцитозу и лизису с участием системы комплемента. Являясь тимуснезависимыми антигенами, они не вызывают иммунитета у детей до 1—1,5 лет и не стимулируют иммунной памяти. Они хуже других антигенов поддаются фагоцитозу.

2. Соматические антигены, не в полной мере экспонированные на поверхности клетки, состоящие из липополисахаридов. Обладая широким спектром биологической активности, в том числе и чрезвычайно опасной для организма, они получили название эндотоксинов.

Токсический эффект определяется не молекулами ЛПС, а теми эндогенными медиаторами, которые активно продуцируются клетками лимфорегуляторной системы, вступившими в контакт с ЛПС. Например, эндотоксический шок связан с выделением макрофагами фактора некроза опухолей на присутствие ЛПС, а пирогенность ЛПС определяется выделением макрофагами целой серии простагландинов. Антитела к ЛПС относятся к классу IgM. Кишечная флора человека постоянно продуцирует эндотоксины, которые попадают в кровь лишь в малых количествах и не вызывают токсического действия, но вследствие высокой иммуногенной активности поддерживают иммунную систему в активированном состоянии.

7) Иммунитет - это способ защиты организма от генетически чужеродных веществ – антигенов экзогенного и эндогенного происхождения, направленных на поддержание и сохранение гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, биологической (антигенной) индивидуальности каждого организма и вида в целом.

Значение иммунитета: Благодаря иммунитету организм борется с различными инфекциями и предупреждает появление болезней. Кроме того, именно иммунитет позволяет человеку переболеть каким-либо инфекционным заболеванием единожды за всю жизнь, после чего организм становится невосприимчивым к этой болезни. Примером могут служить корь, краснуха, и т.д.

Особенности иммунной системы:

• высокая способность иммунной системы к регенерации — свойство иммунной системы к поддержанию гомеостаза лимфоцитов за счет пополнения пула «наивных» клеток и контроля популяции клеток памяти. Нарушение гомеостаза лимфоцитов (лимфопения) лежит в основе многих заболеваний, в первую очередь иммунодефицитных;

• способность клеток иммунной системы к рециркуляции — перемещение клеток через кровеносную и лимфатическую систему обеспечивает единство и целостность иммунной системы. Лимфоциты, моноциты, нейтрофилы и другие клетки способны мигрировать через эндотелий кровеносных и лимфатических сосудов в центральные и периферические органы и ткани иммунной системы, а также в различные ткани в норме и при патологии (чаще воспаление). В циркуляции могут находиться практически все клеточные элементы иммунной системы, в том числе гемопоэтические стволовые клетки;

• «двойное распознавание» антигена Т-лимфоцитами — уникальная способность Т-лимфоцита распознавать чужеродные антигенные пептиды в ассоциации с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости (у человека с HLA).

• неразборчивость иммунной системы. Иммунные механизмы не всегда работают во благо: в ряде случаев они могут оказывать иммуноагрессивное действие в собственном организме, вызывая тяжелую патологию: аллергические, аутоиммунные, иммунокомплексные заболевания и др.

• регуляторное действие на другие системы организма. Иммунная система через прямые межклеточные контакты и опосредованно через огромное количество медиаторных молекул (цитокины, хемокины, гормоны тимуса, пептиды и др.) оказывает регуляторное воздействие практически на все системы организма. Нарушение регуляторных механизмов лежит в основе многих заболеваний человека, часто с поражением органов и тканей.

8) Врожденный (растения, насекомые, позвоночные) – клетки врожденного иммунитета узнают чужеродный материал с помощью патерн-распознающих малоспецифических рецепторов.

•врожденное свойство макроорганизма, обеспечивается передаваемыми по наследству достаточно многочисленными механизмами (видовые, индивидуальные);

•Филогенетически более древний, чем адаптивный;

•Характерно неспецифическое распознавание антигена и одинаковая реакция на любой генетически чужеродный агент;

•Лишен иммунологической памяти;

•Постоянно находится в состоянии активности;

Факторы врожденного иммунитета:

-клеточные

-гуморальные

Клеточные механизмы:

•Барьерная функция кожи и слизистых оболочек (эпителиальные клетки и клетки эпидермиса);

•Колонизационная резистентность, обеспечиваемая нормальной микрофлорой;

•Воспаление и фагоцитоз;

•Барьерфиксирующая функция лимфоузлов;

•Функция естественных киллеров;

Кожа

•Постоянное механическое удаление микробов за счет слущивания эпидермиса;

•Бактерицидность секретов потовых и сальных желез обусловлены присутствием ненасыщенных жирных кислот, перекиси водорода, уксусной кислоты, мочевины, желчных пигментов; •Нормальная микрофлора (функция колонизационной резистентности);

Слизистые оболочки

•Продуцируют вязкую слизь, которая вымывает и удаляет микробы за счет движения ресничек или во время экспираторных актов;

•Секреты слизистый обладают бактерицидными свойствами (желудочный сок, в сперме-спермин, в грудном молоке- лактопероксидаза);

•Нормальная микрофлора;

9)

9.1) Благодаря плотности эпителиального покрова, наличию большого количества упругих эластических и коллагеновых волокон и гиподермы кожа противостоит механическим воздействиям (удары, трения, давление и т.д.).

Роговой слой является плохим проводником тепла, предохраняя тем самым глубжележащие слои от высыхания. От толщины и влажности рогового слоя зависит сопротивляемость кожи электрическому току (т.е. чем тоньше и влажнее роговой слой, тем больше снижается ее сопротивляемость электрическому току).

Благодаря пигменту меланину, который поглощает ультрафиолетовые лучи, кожа защищает организм от повреждающего действия солнечных лучей.

Кожа способна ослаблять или нейтрализовывать повреждающие действия химических веществ благодаря тому, что она имеет своеобразную водно-липидную мантию с кислой реакцией (pH 5,0—6,0).

Защита от бактериальной агрессии внешней среды связана со стерилизующими свойствами кожи, которые обусловлены бактерицидными (убивающими бактерии; от лат. caedere — убивать) свойствами секрета сальных и потовых желез, а также постоянным отторжением верхних участков рогового слоя.

Барьерная функция слизистой оболочки. Эпителий полости рта экспрессирует Toll- подобные рецепторы, распознающие специфические PAMP патогенных микробов; Контакт этих рецепторов является сигналом для эпителиальных клеток к продукции цитокинов, хемокинов и пептидных антибиотиков (β-дефенсины); Эптелиальные клетки высвобождают также окись азота и эйкозаноиды, экспрессируют МНС класса II и I.

9.2) Колонизационная резистентность — совокупность микроорганизмов, придающих стабильность нормальной флоре и обеспечивающих предотвращение заселения организма хозяина посторонними микроорганизмами. Иначе говоря, нормальная микрофлора обеспечивает колонизационную резистентность - защиту слизистой кишечника от болезнетворных бактерий, подавляя патогенные микроорганизмы и предупреждая инифицирование организма.

Нормальная микрофлора

•Бифидобактерии, лактобациллы, типичные кишечные палочки продуцируют антибиотикоподобные вещества (лактацин В, колицины), молочную кислоту и диацетил (лактобациллы).

•Формируют биопленку на слизистых, препятствуя адсорбции экзогенно попавших микробов.

Биопленки - сообщество микробов, которые прикреплены к поверхности или друг к другу, заключены в матрикс синтезированных ими внеклеточных полимерных веществ, имеют измененный фенотип, проявляющийся другими параметрами роста и экспрессии специфичных генов.

Выделяют пять стадий развития биопленки: 1. Сначала происходит первичное прикрепление микроорганизмов к поверхности (адгезия, сорбция) из окружающей среды (обычно жидкости). Эта стадия обратима.  2. Окончательное (необратимое) прикрепление, иначе называемое фиксацией. На этой стадии микробы выделяют внеклеточные полимеры, обеспечивающие прочную адгезию.  3. Созревание. Клетки, прикрепившиеся к поверхности, облегчают прикрепление последующих клеток, внеклеточный матрикс удерживает вместе всю колонию. Накапливаются питательные вещества, клетки начинают делиться.  4. Рост. Образована зрелая биопленка, и теперь она изменяет свой размер и форму. Внеклеточный матрикс служит защитой клеток от внешних угроз.  5. Дисперсия (выброс бактерий): в результате деления периодически от биопленки отрываются отдельные клетки, способные через некоторое время прикрепиться к поверхности и образовать новую колонию.

свойства биопленки:  — взаимодействующая общность разных типов микроорганизмов;  — микроорганизмы собраны в микроколонии;  — микроколонии окружены защитным матриксом;  — внутри микроколоний — различная среда;  — микроорганизмы имеют примитивную систему связи;  — микроорганизмы в биопленке устойчивы к антибиотикам, антимикробным средствам и реакции организма хозяина.