Ответы на экзамен по микробиологии 2022 года

лихорадка,

сосудистые реакции,

дезинтоксикационная функция печени,

выделительная функция почек и ЖКТ.

2.Гуморальная защита:

лизоцим,

система комплемента,

белки острой фазы,

лизины,

лейкины,

интерфероны,

цитокины.

3.Клеточная защита:

ареактивность клеток (отсутствие рецепторов для адгезии),

система естественной цитотоксичности (NK-клетки),

неспецифический фагоцитоз,

доиммунное воспаление.

1883 год – И.И. Мечников создал клеточную теорию иммунитета. Мечников открыл первые клетки иммунной системы, которые назвал фагоцитами, или макрофагами.

В 1892 году Мечников впервые употребил слово «иммунитет» для обозначения системы защиты организма от внешнего инфекционного агента, которая делает его свободным от болезней.

Дифференциация фагоцитов:Микрофаги:

oбазофилы,

oэозинофилы,

oнейтрофилы.

Макрофаги:

oмоноциты,

o тканевые макрофаги.

Основные функции макрофага:

фагоцитоз,

презентация антигена Т-лимфоцитам,

секреция цитокинов (интерлейкин-1, ростовой фактор, компоненты комплемента, лизоцим, интерферон).

Фагоцитоз – поглощение фагоцитом корпускул, микробов или макромолекулярных комплексов.

Стадии фагоцитоза:

1.Стадия хемотаксиса (приближение). За счёт силы физико-химических взаимодействий и передвижения фагоцита по градиенту концентрации.

61

2.Стадия адгезии (прилипание). Этому процессу способствуют опсонины (фибронектин, антитела, сурфактант) – белки, обволакивающие микробы. Опсонины делают поглощение более эффективным.

3.Стадия эндоцитоза (поглощение). Образуется фагосома, которая сливается с лизосомой.

4.Стадия внутриклеточного переваривания. Механизмы микробоцидности: ферменты и радикалы.

Механизмы незавершённого фагоцитоза:

1.Нарушение слияния фагосомы с лизосомой (например, микобактерии туберкулёза, простейшие, токсоплазмы).

2.Нарушение активности лизосомальных ферментов (гонококки, стрептококки группы А, микобактерии, возбудители чумы).

3.Длительное персистирование возбудителя в цитоплазме фагоцита (риккетсии, хламидии).

Лизоцим представляет собой термостабильный белок типа муколитического фермента. Продуцируется макрофагами и нейтрофилами крови, печенью, частью клеток крипт кишечника, а также клетками слизистых оболочек. Лизоцим содержится в:

слёзной жидкости, слюне, мокроте,

перитонеальной жидкости,

плазме и сыворотке крови,

полиморфноядерных лейкоцитах,

материнском молоке.

Лизоцим вызывает лизис многих сапрофитных бактерий, менее выраженное литическое действие оказывает на ряд патогенных микроорганизмов и не активен в отношении вирусов. Механизм бактерицидного действия лизоцима состоит в гидролизе связей между N- ацетилмурамовой кислотой и N-ацетилглюкозамином в полисахаридных цепях пептидогликанового слоя клеточной стенки бактерии.

Белки острой фазы (маркёры воспаления). Составляют большую группу белков, обладающих антимикробным действием, способствующих фагоцитозу, активации компонентов комплемента, формированию и ликвидации воспалительного очага.

С-реактивный белок (СРБ),

сывороточный амилоидный А-белок,

фибриноген,

церрулоплазмин,

компонент комплемента С9,

ревматоидный фактор (РФ),

гаптоглобин, гемопексин, трансферрин, А1-антитрипсин,

антистрептолизин (ASO).

(Про комплемент и интерферон подробнее в следующих вопросах)

62

33. Интерфероны, природа, способы получения и применения.

Интерферон относится к защитным белкам иммунной системы, открыт в 1953 г. при изучении интерференции вирусов, т.е. явления, когда живые клетки, инфицированные одним вирусом, становятся не чувствительны к заражению другим вирусом.

Интерферон – гликопротеин, вырабатываемый многими клетками в ответ на вирусную инфекцию и другие стимулы. Интерфероны видоспецифичны, т.е. интерферон человека эффективен для человека, но не для животных, и наоборот.

Классификация интерферонов (ИФН) по источнику происхождения:

альфа-интерферон (лейкоцитарный),

бета-интерферон (фибробластный),

гамма-интерферон (иммунный).

Альфа-интерферон продуцируется лейкоцитами. Свойства: противовирусное, противоопухолевое.

Бета-интерферон синтезируется фибробластами. Свойства: противовирусное, противоопухолевое.

Гамма-интерферон продукт Т-хелперных (CD3+ CD4+) и Т-цитотоксических (CD3+ CD8+) лимфоцитов. Свойства: иммуномодулирующее и слабый противовирусный эффект.

Механизм действия интерферона:

Инфицированная клетка вырабатывает интерфероны. Интерфероны присоединяются к мембране неинфицированной клетки, активируя её поверхностные рецепторы (белки), называемые сигнальными передатчиками, которые перемещаются в ядро и связываются с генами цитокинов в хромосоме. В результате синтезируется более 20 белков. Они повышают клеточную резистентность, ингибируя проникновение различных вирусов. Также интерфероны воздействуют на саму инфицированную клетку: активируют внутриклеточные ферменты протеинкиназу и аденилатсинтетазу, которые соответственно нарушают синтез белка с матричной РНК и вызывают синтез веществ, разрушающих вирусную РНК.

Противоопухолевое действие ИФН

Прямые противоопухолевые эффекты: o Подавление синтеза РНК.

oПодавление синтеза протеинов.

oНейтрализация онковирусов.

oПодавление действия опухолевых ростовых факторов.

Непрямые противоопухолевые эффекты:

oСтимуляция активности клеток иммунной системы (макрофагов, NK-клеток, Т- цитотоксических лимфоцитов).

oУсиление экспрессии главного комплекса гистосовместимости I типа (ГКГ1) на вирус-инфицированных клетках, что значительно повышает вероятность того, что они будут распознаны иммунокомпетентными клетками и элиминированы из организма.

63

Иммуномодулирующее действие:

ИФН вместе с ИЛ-2 и ФНО (фактор некроза опухоли) относится к основным противовоспалительным цитокинам, является индуктором клеточного звена иммунитета: активирует макрофаги, Т-цитотоксические (CD3+ CD8+) лимфоциты, естественные (натуральные) киллеры (NK-клетки CD3CD16+ CD56+).

Для приготовления интерферона используют лейкоциты свежеполученной донорской крови. Под воздействием вируса - интерфероногена лейкоциты, находящиеся в культуральной среде, синтезируют интерферон. Затем лейкоциты удаляют центрифугированием, вирус инактивируют. Получившийся препарат является нативным интерфероном. Также получают рекомбинантные интерфероны из кишечной палочки, в ДНК которой встроен ген человеческого интерферона.

Лекарственные средства на основе интерферона применяют для лечения широкого круга заболеваний: герпетических инфекций, ВПЧ (вирус папилломы человека), острых и хронических форм вирусного гепатита, рассеянного склероза, волчанки, гриппа и многих других вирусных и бактериальных инфекций. Применяют интерферон и при терапии онкологических заболеваний, а также СПИДа.

34. Комплемент, его структура, функции, пути активации, роль в иммунитете.

Одним из важнейших гуморальных факторов является система комплемента.

Комплемент – это сложный комплекс белков сыворотки крови, который находится в неактивном состоянии и, при наличии в организме чужеродного антигена, может каскадно, последовательно активироваться.

Компоненты комплемента обозначают буквой «С» и цифрами (С1 … С9).

Комплемент образуется клетками печени и мононуклеарными фагоцитами.

Функции комплемента:

Лизис чужеродных клеток.

Стимуляция фагоцитоза.

Опсонизация чужеродных клеток, которые становятся более доступными для макрофагов, благодаря феномену иммунного прилипания.

Стимуляция синтеза БАВ – биологически активных веществ (из тканевых базофилов - тучных клеток и базофильных гранулоцитов крови гистамина, серотонина, брадикинина).

Пути активации комплемента:

Классический путь. Активация комплемента начинается с присоединения С1 к комплексу антиген-антитело. Комплементсвязывающей активностью обладают антитела классов G и M. Дальнейшая активация комплемента приводит к образованию мембраноатакующего комплекса, который вызывает гибель клетки-мишени.

Альтернативный путь. Происходит без участия антител и задолго до их появления. Этот путь характерен для защиты от Грбактерий, вирусов и др. Активация комплемента развивается под влиянием компонентов микроорганизмов или агрегатов белков (Аг)

64

при участии сывороточного белка пропердина (P). Вначале активируется С3 и факторы B, D (сывороточные белки) с образованием С3/С5-конвертаз (протеаз) альтернативного пути.

Лектиновый путь. Инициируется маннан-связывающим белком (МСБ) – лектином крови, структурным аналогом С1q. МСБ связывается с маннозой поверхности микробной клетки с последующим расщеплением С4 и С2 компонентов комплемента и образованием С3-конвертазы классического пути.

35.Антигены: определение, основные свойства. Антигены бактериальной клетки. Практическое использование антигенов бактерий.

Антигены – чужеродные вещества, которые при попадании в организм вызывают развитие иммунных реакций, в частности выработку антител, активных Т-лимфоцитов, и специфически взаимодействуют с ними.

Классификация антигенов по происхождению:

Экзогенные (возникшие вне организма).

Эндогенные (возникшие внутри организма):

o аутоантигены (антигены собственного организма),

o неоантигены (возникают в организме в результате мутаций).

Классификация антигенов по обеспечению иммунного ответа:

иммуногены,

толерогены (не вызывают иммунный ответ),

аллергены.

Антигены бывают полноценные (биополимеры) и неполноценные (гаптены).

Полноценный антиген состоит из двух частей:

1.Детерминантная группа (эпитоп) – располагается на поверхности молекулы.

2.Носитель (стабилизирующая часть) – молекула антигена.

Полноценные антигены:

грибы,

простейшие,

вирусы,

бактерии (в том числе микоплазмы и риккетсии),

микробные токсины,

природные белковые вещества,

структуры бактериальной клетки (клеточная стенка, ЦПМ, рибосомы, митохондрии).

Гаптены (неполноценные антигены) – низкомолекулярные вещества, способные вызвать иммунный ответ только после соединения с белком.

химические вещества (йод),

липиды (кардиолипин),

пептиды,

ДНК,

65

РНК,

метаболиты антибиотиков (например, пеницилловая кислота).

Гаптены не вызывают иммунного ответа, но могут взаимодействовать с антителами и лимфоцитами.

Свойства антигенов:

1.Иммуногенность – способность антигенов вызывать иммунный ответ.

2.Специфичность – свойство антигена избирательно реагировать с эффекторными клетками иммунной системы. Специфичность антигена определяется активной химической группой – антигенной детерминантой (эпитопом).

Условия для формирования иммуногенности:

чужеродность,

растворимость,

молекулярная масса не ниже 10000 Да,

определённый химический состав.

Суперантигены – антигены, вызывающие выброс активированными лимфоцитами большого количества цитокинов, развитие общего синдрома интоксикации, гибель Т-лимфоцитов с развитием иммунодефицита. Это, например, энтеротоксины стафилококков, экзотоксин синегнойной палочки, вирус бешенства, вирус Эпштейн-Барр, ВИЧ.

Одна молекула антигена может содержать одну или несколько антигенных детерминант. Валентность антигена – количество детерминантных групп (эпитопов) у одного антигена.

Классификация антигенов по специфичности:

типовые,

видовые,

органные (тканевые),

органоидные,

патологические,

аллоантигены (антигены главного комплекса гистосовместимости – ГКГ).

Видовая специфичность обусловлена совокупностью антигенов, присущих особям данного вида.

Типовая специфичность обусловливает антигенные различия среди штаммов одного вида микробов.

Патологическая специфичность обусловлена изменением собственных тканевых антигенов под воздействием различных факторов (ожог, переохлаждение, излучение, злокачественное перерождение).

Антигены главного комплекса гистосовместимости – ГКГ

Синонимами ГКГ являются:

MHC (Major Histocompatibility Complex),

66

HLA (Human Leycocity Antigens) – называются так, потому что впервые были обнаружены на лейкоцитах человека.

Типы ГКГ:

ГКГ I класса – представляют Аг цитотоксическим Т-лимфоцитам;

ГКГ II класса – представляют чужеродные агенты Т-хелперам;

ГКГ III класса (белки): компоненты комплемента, фактор некроза опухолей (ФНО), белки теплового шока.

Антигены ГКГ определяют индивидуальные свойства организма, играют обязательную роль в индукции иммунного ответа.

Антигены бактерий:

О-Аг – соматический, образован липополисахаридом (ЛПС), термостабильный, связан с клеточной стенкой бактерий.

H-Аг – жгутиковый, образован белком флагеллином, термолабильный, локализуются в жгутиках.

K-Аг – капсульный, образован кислыми полисахаридами, термостабильный, располагается на поверхности клеточной стенки и связан с капсулой.

Vi-Аг – антиген вирулентности (разновидность К-Аг у патогенных микроорганизмов), представлен полимером кислых полисахаридов, термолабильный.

Также антигенами являются токсины бактерий.

Вирусные антигены бывают:

сердцевинные,

поверхностные,

капсидные (оболочечные).

Практическое применение антигенов. Из антигенов делают диагностические препараты (диагностикумы и аллергены) и лечебно-профилактические препараты (вакцины).

36. Структура и функции иммунной системы. Кооперация иммунокомпетентных клеток.

Иммунная система – совокупность органов и тканей, обеспечивающих структурное и генетическое постоянство клеток организма – это вторая линия защиты, специфический иммунитет.

Иммунная система выполняет функцию специфической защиты организма от антигенов.

Иммунная система:

Центральные органы: o костный мозг, o тимус.

Периферические органы: o селезёнка,

o лимфатические узлы, o пейеровы бляшки,

o миндалины и аденоиды,

67

o аппендикс.

Иммунный ответ – совокупность процессов, происходящих в иммунной системе в ответ на попадание антигена.

Клетки, участвующие в иммунном ответе (Т- и В-лимфоциты, дендритные клетки и макрофаги)

называются иммунокомпетентными.

У иммунокомпетентных клеток есть антигены-маркёры, которые обозначаются буквами CD. По структуре они представляют собой гликопротеиды.

Разработана номенклатура CD, которая позволяет идентифицировать клетки относительно их происхождения, стадии дифференцировки, функционального состояния.

Классификация иммунокомпетентных клеток:

Антиген-презентирующие клетки (АПК): o макрофаги,

o дендритные клетки, o В-лимфоциты.

Регуляторные клетки:

o Т-хелперы (Th),

oТ-супрессоры (Т-регуляторные клетки).

Эффекторные клетки:

oплазматические клетки (образуются из В-лимфоцитов);

oцитотоксические Т-клетки с фенотипом CD8+;

oэффекторные Т-клетки воспаления с фенотипом CD4+;

oнейтрофилы, эозинофилы, базофилы, макрофаги, тучные клетки, NK-клетки.

Клетки памяти:

oТ-клетки памяти с фенотипом CD8+RO,

o В-клетки памяти с фенотипом CD19+RO.

CD-маркёры клеток иммунной системы:

CD45+ – общий лейкоцитарный антиген.

CD3+ – линейный маркёр, присутствует на всех Т-лимфоцитах.

CD3+ CD4+ – Т-лимфоцит-хелпер.

CD3+ CD8+ – цитотоксический Т-лимфоцит (Т-киллер).

CD19+ – линейный маркёр, присутствует на всех В-лимфоцитах.

CD3CD16+, 56+ – NK-клетка (натуральный киллер).

CD14+, 64+ – моноцит, макрофаг.

CD34+ – лимфоидная стволовая клетка (гемопоэтическая стволовая клетка).

Кооперация иммунокомпетентных клеток

Иммунная реакция организма может иметь различный характер, но всегда начинается с захвата антигена макрофагами крови и тканей или же со связывания со стромой лимфоидных органов. В макрофагах он может полностью разрушаться, но чаще подвергается лишь частичной деградации. В частности, большинство антигенов в лизосомах фагоцитов в течение часа подвергается ограниченной денатурации и протеолизу. Оставшиеся от них пептиды (как

68

правило, два-три остатка аминокислот) комплексируются с экспрессированными на внешней мембране макрофагов молекулами ГКГ.

Макрофаги и все другие вспомогательные клетки, несущие на внешней мембране антигены, называются антигенпрезентирующими, именно благодаря им Т- и В-лимфоциты быстро распознают антиген.

Иммунный ответ в виде антителообразования происходит при распознавании В-клетками антигена, который индуцирует их пролиферацию и дифференциацию в плазмоцит (плазматическую клетку). Прямое воздействие на В-клетку без участия Т-клеток могут оказать только тимуснезависимые антигены. В этом случае В-клетки кооперируются с Т-хелперами и макрофагами.

Кооперация на тимусзависимый антиген начинается с его презентации на макрофаге Т- хелперу. В механизме этого распознавания ключевую роль имеют молекулы ГКГ. Распознав антиген, Т-хелперы секретируют гамма-интерферон, который активирует макрофаги и способствует уничтожению захваченных ими микроорганизмов. Хелперный эффект на В- клетки проявляется пролиферацией и дифференциацией их в плазмоциты. В распознавании антигена при клеточном характере иммунного ответа, кроме Т-хелперов, участвуют также Т- киллеры, которые обнаруживают антиген на тех антигенпрезентирующих клетках, где он комплексируется с молекулами ГКГ. Т-киллеры связываются с комплексом антиген + молекулы ГКГ I класса на клетках-мишенях; привлекают к месту соприкосновения с ними цитоплазматические гранулы; повреждают мембраны мишеней после экзоцитоза их содержимого.

В результате продуцируемые Т-киллерами лимфотоксины вызывают гибель всех трансформированных клеток организма, причём особенно чувствительны к нему клетки, заражённые вирусом. При этом наряду с лимфотоксином активированные Т-киллеры синтезируют интерферон, который препятствует проникновению вирусов в окружающие клетки и индуцирует в клетках образование рецепторов лимфотоксина, тем самым повышая их чувствительность к литическому действию Т-киллеров.

Регуляция клеточного иммунного ответа, как и гуморального, осуществляется Т-супрессорами, которые воздействуют на пролиферацию цитотоксических и антигенпрезентирующих клеток.

Цитокины. Все процессы кооперативных взаимодействий иммунокомпетентных клеток, независимо от характера иммунного ответа, обусловливаются особыми веществами с медиаторными свойствами, которые секретируются Т-хелперами, Т-киллерами, мононуклеарными фагоцитами и некоторыми другими клетками, участвующими в реализации клеточного иммунитета. Всё их многообразие принято называть цитокинами. По структуре цитокины являются протеинами, а по эффекту действия – медиаторами. Вырабатываются они при иммунных реакциях; быстро синтезируясь, цитокины расходуются в короткие сроки. При угасании иммунной реакции синтез цитокинов прекращается.

37. Формы иммунного ответа.

Иммунный ответ может быть:

первичным – при первой встрече с антигеном;

69

вторичным – при повторной встрече с антигеном.

Формы иммунного ответа:

клеточный иммунный ответ,

гуморальный иммунный ответ,

иммунологическая память,

иммунологическая толерантность,

аллергия.

Клеточный тип иммунного ответа (основные этапы):

1.Распознавание антигена АПК (моноциты, макрофаги, дендритные клетки).

2.Обработка антигена и презентация (представление) его Т-хелперам вместе с антигенами ГКГ II класса.

3.Пролиферация Т-хелперов.

4.Активация Т-киллеров.

5.Разрушение инфицированной клетки активированными Т-киллерами при участии перфоринов, гранзимов.

6.Образование клеток памяти из Т-лимфоцитов.

Гуморальный тип иммунного ответа

Основа гуморального иммунного ответа – активация В-лимфоцитов и их дифференцировка в антителообразующие плазматические клетки.

Основные этапы:

1.Распознавание антигена АПК (моноциты, макрофаги, дендритные клетки).

2.Обработка антигена и презентация (представление) его Т-хелперам вместе с антигенами ГКГ II класса.

3.Пролиферация Т-хелперов.

4.Активация В-лимфоцитов.

5.Образование клеток памяти из В-лимфоцитов.

6.Созревание В-лимфоцитов в плазматические клетки, синтезирующие Ig M.

7.Переключение плазмоцитов на синтез Ig G и Ig A.

Иммунологическая память – способность иммунной системы отвечать на вторичное проникновение антигена быстрым развитием специфических реакций по типу вторичного иммунного ответа.

Иммунологическая память:

формируется благодаря Т- и В-клетками памяти, которые после 2-3 делений переходят в состояние покоя и циркулируют в организме;

проявляется как ускоренный специфический ответ на повторное введение антигена;

постоянная рециркуляция лимфоцитов памяти способствует их мобильному и повсеместному распространению в организме для быстрого опознания антигена;

большая продолжительность жизни клеток памяти обеспечивает длительное сохранение приобретённого иммунитета;

феномен иммунологической памяти используется в практике вакцинации людей;

70