Ответы на итоговую ИММ №1 (КубГМУ Live)

Комплемент – система сывороточных белов крови, каскадная активация которых приводит к лизису бактерий, собственных клеток, инфицированных внутриклеточными паразитами, разрушению иммунных комплексов.

Состоит более, чем из 20 инертных белков сыворотки, 9 из которых являются основными и обозначаются как С1, С2 и т.д. - С9. Формирование комплемента в единое целое или его активация происходит при внедрении в организм чужеродных антигенов.

Противомикробные пептиды

Противомикробные пептиды – катионные белка, способные поражать вирусы, грибы, простейшие. Синтезируются нейтрофилами и эпителиальными клетками при взаимодействии их Toll – рецепторов с антигеном. Осуществляют мгновенный иммунитет. Часто их называют эндогенными антибиотиками. Различают 2 основных вида

– дефенсины и кателицидины.

Белки острой фазы продуцируются моноцитами, макрофагами, фибробластами. Синтез белков острой фазы существенно повышается в ответ на инфекцию.

С-реактивный белок (CRB) связывается с поверхностью бактерий, активирует систему комплемента. При бактериальной инфекции увеличивается в 100 раз. Маннозосвязывающийлектинактивирует систему комплемента по лектиновому пути. Сывороточный амилоид Авыступает в роли хемоаттрактанта.

Фибриноген выступает как опсонин

Лизоцим – фермент, содержащийся в отделяемом слизистых оболочек глаз, ротовой полости, носоглотки, грудном молоке. Вырабатывается моноцитами крови и тканевыми макрофагами. Разрушает пептидогликаныклеточных стенок бактерий.

Клетки врожденного иммунитета

К клеткам врожденного иммунитета относят макрофаги, дендритные клетки, нейтрофилы, тучные клетки, эозинофилы, базофилы, NK-клетки.

Моноциты циркулируют в крови, вырабатывают некоторые цитокины, при попадании в ткани дифференцируются в макрофаги или дендритные клетки.

Нейтрофилы обладают высокой мобильностью и являются основными клетками на ранних стадиях воспалительного процесса.

Эозинофилы содержатся в крови и тканях. Осуществляют антипаразитарную защиту путем внеклеточного цитолиза.

31. Отличительные и общие свойства врожденного и приобретенного иммунитета.

(Ковальчук, стр. 19 - 23)

32

Врожденный и приобретенный иммунитет представляет собой две взаимодействующие части одной системы, обеспечивающей развитие иммунного ответа на генетически чужеродные субстанции.

Врожденный иммунитет — наследственно закрепленная система защиты многоклеточных организмов от любых патогенных и непатогенных микроорганизмов, а также эндогенных продуктов тканевой деструкции.

Основные отличительные признаки системы врожденного иммунитета:

•Врожденный иммунитет обеспечивает распознавание и элиминацию патогенов в первые несколько минут или часов после их проникновения в организм, когда механизмы адаптивного иммунитета еще отсутствуют.

•Функция системы врожденного иммунитета осуществляется через разнообразные клеточные элементы (макрофаги, ДК, нейтрофилы, тучные клетки, эозинофилы, базофилы, NK-клетки, NKT-клетки, некоторые негемопоэтические клетки) и гуморальные факторы (естественные антитела, цитокины, комплемент, белки острой фазы, катионные противомикробные пептиды, лизоцим и др.).

Клетки врожденной иммунной системы:

•не образуют клонов. Отсутствие клональности в организации врожденной иммунной системы — одно из ее основных отличий от адаптивной иммунной системы. В этом смысле каждая клетка врожденного иммунитета действует индивидуально, тогда как при адаптивном иммунном ответе все клетки в пределах клона (сообщества) подчинены единой генетически детерминированной программе;

•не подвергаются негативной и позитивной селекции;

участвуют в реакциях фагоцитоза, цитолиза, в том числе бактериолиза, нейтрализации, выработки цитокинов и др.

Факторы врожденного иммунитета не изменяются в процессе жизни организма,

контролируются генами зародышевой линии и наследуются.

Активация врожденного иммунитета не формирует продолжительной иммунной памяти, но служит обязательным условием развития адаптивного иммунного ответа.

Ключевую роль в реакциях адаптивного иммунитета выполняют субпопуляции Т-

лимфоцитов (с помщью антигенраспознающих TCR – рецепторов) и В-лимфоцитов (с помощью антигенраспознающих BCR-рецепторов).

Основные отличительные признаки системы адаптивного иммунитета:

• молекулы и рецепторы системы адаптивного иммунитета закладываются на ранних этапах онтогенеза из небольшого набора зародышевых генов;

33

Белки сурфактанта SP-A и SP-D (Surfactant Protein) являются членами семейства коллектинов, секретируемых эпителиальными клетками бронхиол (SP-A), эпителием дыхательных путей (преимущественно SP-D).

Дефенсины получили свое название от англ. defence — защита. Название отражает способность этих белков обеспечивать защиту организма от патогенных и условно-

патогенных микроорганизмов.

Особенность первичной структуры дефенсинов — наличие шести остатков цистеина, участвующих в образовании трех внутримолекулярных дисульфидных мостиков. Это стабилизирует вторичную структуру пептидной молекулы и делает ее устойчивой к действию иротеиназ.

В зависимости от расположения дисульфидных связей выделяют три группы дефенсинов: -(альфа), β-(бета) и ѳ (фита).

У человека известно 6 -дефенсинов: 4 из них, обозначаемых как HNP1, HNP2, HNP3 и HNP4, — человеческие нейтрофильные пептиды, присутствуют в гранулах нейтрофилов, а-дефенсины HD-5 и HD-6 (HD — Human Defensin) экспрессированы в эпителиальных клетках пищеварительного и репродуктивного тракта человека.

β -Дефенсины синтезируются эпителиальными клетками слизистых оболочек респираторного, урогенитального и пищеварительного тракта, где отсутствуют 1-ранулы, сберегающие пептиды.

33. Охарактеризуйте рецепторы врожденного иммунитета. (Ковальчук, стр. 68)

Врожденный иммунитет — самая ранняя форма иммунной защиты организма от экзогенных (патогенные микроорганизмы) и эндогенных (продукты клеточного распада, так называемые иммунные сигналы опасности) паттернов (англ. pattern — образец).

Рецепторы, распознающие такие структуры, обозначаются как «паттернраспознающие рецепторы» (ПРР) (англ. Pattern Recognition Receptor, PRR).

Растворимые рецепторы: рецептор для Clq-комплемента, ЛПСсвязывающий протеин, маннозосвязывающий лектин, С-реактивиый белок (СРВ) — распознают микроорганизмы в биологических средах, а затем взаимодействуют с родственными рецепторами на клетках врожденного иммунитета.

Прямое распознавание патогена осуществляется через мембранные рецепторы, представленные на клетках врожденного иммунитета. К ним относятся рецепторы-

«мусорщикиг» (англ. scavenger), маннозные рецепторы, рецепторы комплемента (CR1 CR3 CR4), рецепторы для Fc-фрагмента иммуноглобулина, лектиновые рецепторы и

многие другие.

35

активирующих KIR расположен заряженный аминокислотный остаток и отсутствуют ITIM. Лигандами для этих рецепторов служат молекулы HLA-C.

Лектинподобные рецепторы содержат молекулу лектина CD94, соединенную с молекулой NKG2A (содержит ITIM) или NKG2C (передает активационный сигнал). Ингибирующие рецепторы распознают молекулы HLA-I, что вызывает подавление цитотоксической активности и угнетает выработку цитокинов NK-клетками. Отсутствие или низкий уровень экспрессии собственных IILA на клетках-мишенях способствует активации NK-клеток.

Не менее важна регуляторная функция NK-клеток как продуцентов ИФН-γ и других медиаторов межклеточных взаимодействий. Кроме того, при вирусной инфекции NKлимфоциты не только вовлекаются в удаление инфицированных клеток, но и участвуют в элиминации активированных эффекторных клеток, предупреждая деструкцию тканей. NK-клетки способны взаимодействовать с ДК, что способствует активации естественных киллеров, в частности, при противовирусном иммунном ответе.

NKT-клетки (англ. Natural Killer T-celf) рассматривают как высококонсервативную неклассическую субпопуляцию Т-лимфоцитов, зависимую от CDld — неклассической антигенпрезентирующей молекулы главного комплекса гистосовместимости класса I.

NKT-лимфоциты относятся к уникальной популяции Т-клеток, которые экспрессируют одновременно TCR и лектиновые рецепторы С-типа, характерные для NK-клеток.

NKT-клетки распознают гликолипидные антигены. Считают, что NKTлимфоциты развиваются в тимусе из гемопоэтических предшественников. Важную роль в их развитии играют стромальные клетки тимуса.

Связывание TCR приводит к быстрой выработке провоспалительных цитокинов, влияющих на другие иммунные клетки, в том числе на NK-, Т- и В-лимфоциты, ДК. Выявление NKT-клеток возможно с использованием тетрамеров, которые сконструированы из молекул CDld и cxGalCer, выделенного из морских губок. Рецептор NKT-клеток распознает гликосфинголипиды грамотрицательных бактерий Sphyngomonas, не содержащих ЛПС.

NKT-клетки обнаруживаются в различных органах, включая тимус, селезенку, печень, костный мозг; их мало в лимфатических узлах и слизистой оболочке кишечника (единичные). NKT-клетки могут мигрировать в зону воспаления. Содержание NK-, NKT- и Т-клеток памяти повышено в печени, где их рассматривают как внутрипеченочные лимфоциты. У мышей больше 30% лимфоцитов в печени составляют NKT-клетки. В других тканях они составляют 0,1-1,0% от отбщего числа лимфоцитов. У человека NKTклеток меньше, чем у мышей, и уровень их варьирует от индивида к индивиду. Так, в тимусе они составляют приблизительно 0,001% тимоцитов, а в печени — около 1% лимфоцитов.

37

Таким образом, помимо эффекторной, NKT-лимфоциты выполняют важную иммунорегуляторную функцию во врожденном и адаптивном иммунном ответе.

35. Система комплемента, её основные компоненты. Где и какими клетками продуцируются компоненты комплемента? Что понимают под активацией систем комплемента? (Ковальчук, стр. 148).

Система комплемента одна из важных составляющих естественного (врожденного) иммунитета. Компоненты комплемента и их рецепторы вовлечены во многие процессы, связанные с нормальным развитием и функционированием иммунной системы: в противобактериальную защиту, фагоцитоз, запуск и осуществление иммунного ответа, активацию и повреждение клеток, выведение иммунных комплексов, контроль воспаления, хемотаксис лейкоцитов, участие в качестве эффекторных молекул в аутоиммунных процессах и реакциях гиперчувствительности.

Комплемент — система термолабильных сывороточных белков с каскадным ферментативным действием. Система включает непосредственно белки комплемента, их расщепленные фрагменты, рецепторы на мембране многих клеток, а также белки, регулирующие активность отдельных компонентов.

Комплемент содержится в сыворотке крови, биологических секретах, тканевой жидкости. Его концентрация в сыворотке составляет около 0,05 мг/мл.

Для обозначения всех белков комплемента: ингибиторов, регуляторов и рецепторов — введена единая классификация. Компоненты обозначают буквой «С» (от англ. Complement) и цифрой. Девять основных белков комплемента обозначены (расположены в порядке активации) как С1, С4, С2, СЗ, С5, С6, С7, С8 и С9. Расщепленные пептидные фрагменты С4, С2, СЗ, С5 обозначают, добавляя букву «а» или «b». Инактивированные компоненты имеют префикс «i» (iC3b). Объединенные фрагменты формируют активные ферменты, при обозначении которых иногда используют черту над названием фактора. Факторы, усиливающие действие комплемента, — Р, В и Р (пропердин). Рецепторы комплемента — CR1, CR2 ит.д.

Клетки, продуцирующие компоненты комплемента

Более 90% комплемента сыворотки крови образуется в печени. Белки комплемента синтезируют многие клетки организма, включая макрофаги, моноциты, эпителий кишечника, почечных канальцев, клетки эндотелия, кератинобласты, фибробласты и др. Полный биосинтез комплемента, его рецепторов и регуляторов происходит в ЦНС (астроциты, микроглия и др.). Активированные макрофаги вырабатывают многие компоненты комплемента (Clq, С4, С2 и др.), особенно в зоне воспаления. Провоспалительные цитокины (ИЛ-1, ИЛ-6, ИФН-γ) регулируют синтез многих белков комплемента.

Компоненты комплемента не транспортируются от матери к плоду через плаценту. К концу беременности содержание комплемента в сыворотке плода составляет 50 70% от

38

материнского уровня. В возрасте 3 мес у большинства детей содержание комплемента соответствует уровню взрослого организма.

Активация комплемента

Белки комплемента в норме содержится в кровотоке в неактивном состоянии. Взаимодействие их с микроорганизмами, клетками организма, иммунными комплексами приводит к развитию каскада активации и сборке мембраноатакующего комплекса. За счет своих ферментативных свойств компоненты комплемента расщепляют в определенной последовательности последующие компоненты. Продукты одной реакции формируют активный фермент для следующего этапа. Каскад активации запускается первоначальным небольшим стимулом. Ряд этапов активации зависит от ионов Са2+- или Mg2+. Каждый предшественник при активации расщепляется на два или более фрагментов, из которых основной обозначают буквой «b»; минорный, как правило, - буквой «а». Основной фрагмент имеет два функционально активных участка. Один из фрагментов соединяется с рецептором на клеточной мембране или с другими структурами, а второй обладает активностью фермента, расщепляя следующий компонент комплемента. Минорный фрагмент («а») существует в растворимой форме и обычно обладает хемотаксической активностью (медиатор воспаления). Исключение составляет компонент комплемента С2, у которого основной компонент обозначают как С2а, а минорный — как С2Ь.

36. Пути активации системы комплемента. Этапы активации по классическому пути.

(Ковальчук, стр. 150).

Выделяют по крайней мере три пути активации комплемента:

•классический;

•альтернативный;

•лектиновый.

Классический путь — активация системы комплемента антителами, связанными с антигеном (иммунными комплексами), агрегированными IgG или IgM. В каскад последовательно вовлекаются компоненты в следующем порядке: С1 (гексамер Clq и димеры С1г и Cls), С4, С2.

Процесс начинается со связывания Са2+ -зависимого компонента Clq с молекулой иммуноглобулина через специальный участок шарнирной области (в IgM — домены СНЗ, IgG - домены СН2). Clq может также связываться с поверхностью патогенов без участия антител (например, взаимодействуя с СРВ, присоединенным к фосфорилхолину клеточной стенки бактерий). Взаимодействие с IgM более эффективно. Молекула Clq принадлежит к семейству коллектинов и представляет собой полимер из шести идентичных субъединиц, каждая из которых состоит из трех полипептидных цепей. Участки связывания с Fc-областью молекулы иммуноглобулина находятся в глобулярных головках Clq. Каталитические пары проферментов С1r и Cls расположены внутри кольца, образованного головками субъединиц Clq. Во взаимодействии участвуют две молекулы

39

IgG или пентамерная молекула IgM. Участок связывания Clq претерпевает конформационные изменения и активируется при взаимодействии антитела с антигеном.

В сыворотке Clq находится в комплексе с субъединицами С1r и Cls. В результате ферментативной активации после прикрепления к комплексу «антиген-антитело» С1 приобретает активность сериновой протеиназы. Под влиянием Clq активируются С1r и Cls. Все три субкомпонента после соединения генерируют С1 -эстеразу, слyжащую мишенью для специфического эстеразного ингибитора Cl (Cl-inh).

Cls за счет протеолитических свойств запускает следующий компонент — С4, продуцируемый макрофагами.

Под влиянием Cls α-цепь С4 расщепляется на С4а и С4b. Более крупный фрагмент С4b связывается с мембраной клетки, атакованной антителами, и участвует в расщеплении С2-компонента на основной С2а и минорный С2b.

С4b и С2а объединяются в активный фермент С4В2а, прикрепляясь к комплексу «антигенантитело» и/или к мембране (если антиген связан с клеткой). Образуется СЗ-конвертаза, расщепляющая СЗ на СЗа- и СЗbфрагменты. Некоторые вирусы, например ВИЧ, способны непосредственно активировать комплемент по классическому пути в отсутствие антител.

37. Пути активации системы комплемента. Этапы активации по альтернативному пути.

(Ковальчук, стр. 152).

Выделяют по крайней мере три пути активации комплемента:

•классический;

•альтернативный;

•лектиновый.

Альтернативный путь активации комплемента запускается при спонтанном расщеплении СЗ или под влиянием СЗ-конвертаз, а также ряда сывороточных либо микробных протеаз. С филогенетической точки зрения это более древний путь активации комплемента. Кроме некоторых бактерий по альтернативному пути каскад комплемента запускают ЛПС, эндотоксин грамотрицательных бактерий, агрегированные IgA, IgG, IgE и IgM, а также фактор яда кобры. В активации комплемента по альтернативному пути не участвуют ионы кальция и компоненты Cl, С4 и С2.

Каскад начинается с СЗ, который подвергается спонтанному гидролизу с разрушением тиоэфирной связи и появлением участка связывания с фактором В. Помощь в каскаде оказывают усиливающие факторы В, D и Р (пропердин). Фактор В структурно и функционально сходен с С2. Он соединяется с фрагментом СЗb и образует СЗbВ. Фактор D расщепляет СЗbВ для формирования СЗ-конвертазы (СЗbВb). Она подобна СЗ-конвертазе классического пути активации С4В2а.

40