- •Федеральное агентство по здравоохранению и
- •Цели обучения
- •1.1. Студент должен знать:
- •1.2. Студент должен уметь:
- •Тезаурус
- •Патогенные микроорганизмы
- •1.Схемы и алгоритмы «Классификация микроорганизмов», бактерии
- •Прокариоты - внутриклеточные паразиты
- •Риккетсии хламидии микоплазмы Возбудители сыпного тифа,Возбудители орнитоза, тра-Возбудители микоплаз-
- •Актиномицеты
- •Спирохеты
- •Простейшие
- •Правильные ответы:
- •2.Принципы классификации и методы культивирования
- •Актиномицеты
- •Аэробный тип дыхания Анаэробный тип дыхания
- •Спирохеты
- •Бактерии
- •Кокки Извитые
- •Бактерии Палочковидные
- •Бактерии Палочковидные, Спора -, Грам -
- •3.Лабораторная диагностика инфекционных заболеваний
- •Принципы и этапы выделения чистых культур микроорганизмов исследуемый материал от больного
- •I этап- Ориентировочная микро-
- •II этап - Микроскопия и Накопление культуры Индикация возбу-
- •Стерилизация
- •1,5 Атм. 30 мин. Крат- по 60 мин.
- •Дезинфицирующие средства
- •Нарушающие первичнуюНарушающие дисульфид-ОбразующиеПоверхност-
- •Спирты, Галогенопроиз- Окислители:ПроизводныеКрасите-Калийное
- •Эффективны в отношении любых вегета- Эффективны в отношении большин-
- •5.ПатогенетическиЕ факторЫ бактерий
- •6.Санитарно-микробиологические показатели
- •1 Куб.М бакте- прово- рингенс -
- •1 Мл воды) кальное
- •Седимен- Посев 1 мл Посев 1г Посев Метод Посев 1мл Посев 1г
- •Сделайте подписи к схеме, указав назначение изображенных на ней процессов и назва-
- •1. Наличие патогенного микроба (с определенным набором патогенетических факторов).
- •2. Проникновение его в восприимчивый организм.
- •3. Инфицирующая доза микроба.
- •4. Определенные условия внешней среды.
- •Патогенетические факторы микроорганизмов:
- •8.Иммунологическая и неспецифичская реактивность
- •9.Антигены и гаптены
- •Серодиагностика инфекционных заболеваний
- •Реакция агглютинации
- •Реакция гемагглютинации
- •Непрямая (пассивная) Торможения гемагглютинации
- •Реакция преципитации Сероиндикация СероидентификацияСеродиагностика
- •Реакция связывания комплемента
- •Сероидентификация Серодиагностика
- •Сыворотка морской свинки
- •Положительная проба – гибель животного на 2-е сутки, ба – воспаление, от-
- •Реакция нейтрализации вирусов
- •10. Антитела (иммуноглобулины)
- •11. Клетки иммунной системы
- •Основные субпопуляции клеток, участвующих в иммунных реакциях
- •Гуморальный иммунный ответ
- •Распознавание антигена IgD
- •Биологические свойства иммуноглобулинов, связанные с Fc-фрагментом
- •Основные цитокины, принимающие участие в иммунном ответе
- •Реакции, основанные на использовании меченных антител
- •Иммунолюминесцентный Иммуноферментный Радиоиммунный
- •Аллергодиагностика
- •Этиотропная терапия, иммунопрофилактика
- •Общие закономерности
- •Группы антибиотиков: Пенициллины
- •Цефалоспорины
- •Аминогликозиды
- •Макролиды
- •Линкозамиды
- •Сульфаниламиды
- •Производные имидазола
- •Противотуберкулезные препараты
- •Аэрозольный, энтеральный, внутрикожный, подкожный и внутримышечный методы вакцинации
- •Противопоказания к вакцинации
- •Постоянные противопоказания
- •Общая характеристика вакцин
- •Живые вакцины
- •Химические вакцины
- •Анатоксины
- •Рекомбинантные вакцины
- •Вакцины с искусственными адъювантами
- •Комплексные вакцины
- •Комплексные вакцины зарубежных фирм:
- •Аллерговакцины (лечебные аллергены, аллергоиды)
- •Вакцины будущего
- •Генноинженерные вакцины
- •Антиидиотипические вакцины
- •Вакцины, содержащие продукты генов гистосовместимости
- •Растительные вакцины
- •Мукозальные вакцины
- •Микрокапсулированные вакцины
- •Диагностические биологические препараты для лабораторных микробиологических и иммунологических исследований
- •Лечебно-профилактические препараты
- •Список экзаменационных препаратов лечебные препараты
- •Диагностические препараты
11. Клетки иммунной системы
Иммунную систему можно рассматривать как совокупность центральных (первичных) и периферических (вторичных) представительств (лимфоидных органов). Классически, к центральным органам относят тимус, костный мозг и аналог сумки Фабрициуса птиц, а к периферическим – селезенку, лимфатические узлы, лимфоидные образования кишечника, миндалины, циркулирующую популяцию лимфоцитов крови и лимфы. В последнее время в литературе появилось много информации об участии в дифференцировке клеток иммунной системы печени, особенно в период созревания плода. В центральных органах иммунитета происходит созревание лимфоцитов, а в периферических – их функциональная дифференцировка, формируются субпопуляции лимфоцитов (группы, выполняющие определенную функцию) и происходит взаимодействие их с антигеном.
Общеизвестно разделение лимфоидной популяции на В- и Т-систему . Первая включает пре-Вклетки, незрелые В-клетки, зрелые В-лимфоциты, активированные В-клетки, антителообразующие (плазматические) клетки. В составе Т-клеточной системы те же авторы выделяют пре-Тлимфоциты, тимоциты (ранние, кортикальные и медуллярные), категории Т-хелперов, Т-супрессоров, цитотоксических Т-клеток как зрелых, так и активированных. Особую группу составляют естественные киллеры (ЕК). Все названные клетки представляют собой структурную организацию иммунной системы, объединяющую регуляторные и эффекторные клетки в субпопуляции.
Субпопуляционная структура(субпопуляция) – это совокупность данных о возможных типах клеток, а также о количественной доле этих типов в общей популяции лимфоцитов крови человека.
Вся субпопуляционная совокупность лимфоидных клеток крови человека реализуется в многоступенчатом механизме образования и дифференцировки из полипотентной стволовой кроветворной клетки (ППСК).
В-клеточная линия формируется в костном мозге из предшественников В-клеток (пре-В-лимфоциты), последние характеризуются способностью к синтезу и содержанию в цитоплазме тяжелых цепей IgM . Способность к синтезу легких цепей IgM и появление этих иммуноглобулинов на поверхности клеток характерно для следующей стадии костномозговой дифференцировки - переходу в незрелый В-лимфоцит. Наконец, наличие на мембране клеток одновременно молекул IgM и IgD расценивается как признак зрелости В-лимфоцита, его способности к активации под действием антигена, митогенных стимулов, различных цитокинов. В качестве признака дифференциации пре-В клеток в В-лимфоциты рассматривается и экспрессия на поверхности В-клеток рецепторов к С3-компоненту комплемента (С3b, C3d), появление которых связывают со способностью этих клеток к активации. В-лимфоциты составляют 3-26% циркулирующего лимфоидного пула.
Наиболее важный продукт В-лимфоцитов - это обладающие огромным разнообразием антитела, называемые также иммуноглобулинами.
Молекулы иммуноглобулинов не синтезируются никакими другими клетками организма, и все многообразие их обусловлено образованием нескольких миллионов клонов В-клеток. В каждом из этих клонов генетически запрограммирована способность продуцировать иммуноглобулины одной определенной антигенной специфичности, В-лимфоциты первоначально развиваются из гемопоэтической стволовой клетки, способной к самовоспроизведению. Однако ее свойства мало изучены. В ряду дифференцировки В-лимфоцитов первым элементом, который можно выявить прямым наблюдением, является предшественник В-клетки (пре-В-клетка), На мембране пре-В-клетки нет рецепторов для антигена, но в цитоплазме содержится, по крайней мере, одна из цепей молекулы антитела - тяжелая цепь иммуноглобулина. Пре-В-клетки дифференцируются в В-клетки. Зрелые В-клетки отличаются от пре-В-клеток тем, что на их мембранах имеются BCRрецепторы для антигена; при связывании антигена с этими рецепторами клетка активируется. Для такой активации обычно нужно, чтобы одновременно со связыванием антигена В-клетка вступила во взаимодействие со специфической хелперной Т-клеткой или, чтобы она связала определенные растворимые факторы роста и дифференцировки. Т-хелпер обуславливает специализацию В-лимфоцитов в направлении формирования антителообразующих плазмоцитов, которые вырабатывают и выделяют в кровь иммуноглобулины. Вот почему медиатор, выделяемый Т-хелпером, называют индуктором иммунопоэза. Одновременно В-лимфоцит получает антигенную информацию от макрофага, который захватывает антиген, перерабатывает его и передает В-лимфоциту.
Таким образом, для обеспечения иммунологических реакций необходима кооперация деятельности трех основных типов клеток: В-лимфоцитов, макрофагов и Т-лимфоцитов. Механизм этой кооперации можно представить следующим образом. Молекулы антигена соединяются с иммуноглобулиновыми рецепторами Т-лимфоцитов (хелперов) и в комплексе с ними отделяются от клетки. Происходит как бы снятие рецепторов с поверхности Т-лимфоцитов. В образованном комплексе рецептор–антиген на свободном конце находятся Fc-фрагменты тяжелых цепей иммуноглобулинов. На цитолемме макрофага имеются специальные рецепторы, способные присоединятьFc-фрагменты. Макрофаги после переработки захваченных антигенов передают их В-лимфоциту. Передача большого количества переработанных макрофагом антигенов обеспечивает активацию В-лимфоцитов в направлении образования плазмоцитов, вырабатывающих специфические антитела на конкретный антиген. Плазматические клетки могут образовываться и при отсутствии антигенов. Но в этом случае необходимо наличие индукторов иммунопоэза, вырабатываемых Т-лимфоцитами. Тогда сформировавшиеся плазмоциты синтезируют неспецифические гаммаглобулины. Действие антигенов в отсутствии индуктора иммунопоэза вызывает гибель части лимфоцитов и появление невосприимчивости к данному антигену (толерантность). Без Т-хелперов В-клетки утрачивают способность формировать антителообразующие клетки.
Активация В-клеток состоит из двух фаз: пролиферации и дифференцировки. В результате пролиферации увеличивается число клеток, способных реагировать с введенным в организм чужеродным антигеном. Значение пролиферации велико, поскольку в неиммунном организме очень мало В-клеток, специфичных для любого из отдельных антигенов. Пролиферация имеет два последствия: (I-) увеличение числа клеток, способных немедленно дифференцироваться в антителообразующие клетки и (2 -) накопление В-клеток, во многом похожих на исходные клетки-предшественники. Это обеспечивает при повторной иммунизации иммунологический ответ большей силы, чем при первичном ответе. Иначе говоря, увеличение числа предшественников ведет к появлению иммунологической памяти. Пролиферативная фаза В-клеточного ответа находится под управлением продукта Т-клеток, называемого фактором роста В-клеток.
Часть клеток, пролиферирующих под действием антигена, дифференцируются в антителообразующие (АОК) – плазматические клетки. Для плазматических клеток характерна высокая скорость синтеза и секреции антител.
Важным достижением иммунологии является признание центральной роли тимуса как места пролиферации и дифференциации предшественников Т-лимфоцитов. Потомки стволовых клеток, коммитированные к дифференциации в Т-лимфоциты – протимоциты, поступают в тимус из костного мозга и под влиянием тимического микроокружения дифференцируются первоначально в незрелые тимические лимфоциты, для которых характерно появление особых дифференцировочных антигенов, высокая чувствительность к цитотоксическому действию больших доз глюкокортикоидов. В ходе дальнейшей дифференцировки образуются зрелые кортизонрезистентные Т-лимфоциты. Такие клетки составляют 5-15% тимоцитов. Тимусзависимые лимфоциты, как и В-лимфоциты, образуются из стволовых клеток кроветворной ткани. Предшественники Т-лимфоцитов поступают в тимус, претерпевают там дифференцировку и выходят из тимуса в виде клеток с различными функциями. Часть из них опосредует важные регуляторные функции, в частности, может "помогать" (хелперы) или "подавлять" (супрессоры) развитие иммунного ответа, в том числе образование антител. Другие Т-лимфоциты выполняют эффекторные функции, например, вырабатывают растворимые вещества, запускающие разнообразные воспалительные реакции, или осуществляют прямое разрушение клеток, несущих на себе антигены. В соответствии с этим различают Т-хелперы (Тh1,Th2), Т-супрессоры (Ts), Т- цитотоксические (киллеры, или Tctl), а также Т-клетки, участвующие в реакции замедленной гиперчувствительности и связанных с нею иммунологических явлениях.
На зрелых Т-клетках выделяют антигенные рецепторы (TCR). В одном из последних руководств по иммунологии описывается два типа таких рецепторов, определяющих функциональные свойства Т-лимфоцитов: TCR-1 и TCR-2. TCR-2 - это гетеродимер, состоящий из двух полипептидных цепей (альфа и бета), соединенных дисульфидным мостиком. TCR-1 структурно подобен, но состоит из гамма и дельта полипептидов. Оба рецептора ассоциированы с комплексом из пяти полипептидов, образуя Т-клеточный рецепторный комплекс. Примерно 90-95% Т-клеток периферической крови экспрессирует TCR-2, а оставшиеся 5-10% являются TCR-1+.
Функциональное значение каждой группы клеток описывают следующим образом. Среди TCR-2+ Т-клеток выделяют Т-хелперные лимфоциты (Th) и другую категорию, которая, главным образом, является цитотоксической (Tctl).
Т-хелперные лимфоциты (TCR-2+) подразделяются на две субпопуляции на основе секреции цитокинов: Th1-субпопуляция секретирует интерлейкин-2 (IL-2), гамма-интерферон; Th2-субпопуляция продуцирует IL-4, IL-5, IL-6, IL-10. Th1-клетки являются посредниками проявления цитотоксичности и местных воспалительных реакций при вирусных, бактериальных и паразитарных заболеваниях. Th2-клетки стимулируют пролиферацию и антителообразование В-лимфоцитами, таким образом определяя напряженность гуморального иммунного ответа.
T-цитотоксические лимфоциты подразделяются на специфические функциональные субпопуляции. Первая субпопуляция продуцирует IL-2 в ответ на активацию, а другая субпопуляция реагирует на IL-2, но не производит его.
Следует указать и на роль вспомогательных клеток, в частности, макрофагов, в иммунном ответе. В крови макрофагальную функцию выполняют моноциты. Формирование зрелых моноцитов происходит в костном мозге из КОЕс через стадию промоноцита.
На долю ЕК-клеток (естественные киллеры, или NK– натуральные киллерные клетки) приходится около 15% циркулирующих лимфоцитов, они не экспрессируют ни TCR, ни BCR антигенные рецепторы. ЕК относятся к неспецифическим факторам иммунной системы, их активность направлена против чужеродных или собственных клеток, измененных вирусами, химическими веществами или трансформированных в опухолевые клетки.
ЕК имеют костномозговое происхождение и формируются из недифференцированных костномозговых предшественников, обладающих свойствами супрессорных клеток. Образование зрелых ЕК происходит при участии ИЛ-1, продуцируемого макрофагами, и ИЛ-2 Т-лимфоцитов. Дифференцировочным сигналом для генерации ЕК служит альфа-интерферон, основным местом дифференцировки – селезенка. Зрелые ЕК, как и их предшественники, регистрируются не только в костном мозге и селезенке, но и в миндалинах, лимфатических узлах, лимфоидных образованиях кишечника, крови, присутствуют ЕК и в печени.
Необходимо отметить, что в процессах дифференцировки ЕК еще очень много неясного. Интерес исследователей к этим клеткам усилился в начале 80-х годов. Тогда было установлено, что естественные киллеры отличаются от остальных лимфоцитов не только функционально, но и морфологически. Благодаря последнему качеству они были даже отнесены в особый разряд клеток лимфоидно-макрофагального ряда – большие гранулярные лимфоциты. Эта субпопуляция является объектом научного изучения сотрудников нашей кафедры и ей мы уделим немного большее внимание.
В соответствии с данными I.Roitt et al. все лимфоидные клетки подразделяются по морфологическому признаку на две категории – малые лимфоциты и большие гранулярные лимфоциты. В 1980 году при цитологическом исследовании фракции лимфоцитов низкой плотности, обладающих естественной киллерной активностью удалось зарегистрировать клетки с очень характерной структурой. Это были довольно крупные клетки с обильной светло-голубой цитоплазмой, содержащие азурофильные гранулы и получившие название больших гранулярных лимфоцитов, или БГЛ.
На электронограммах БГЛ богаты митохондриями, бедны эндоплазматическим ретикулумом, имеют относительно низкое нуклеоцитоплазменное соотношение по сравнению с другими лимфоцитами. Ядро хорошо различимо, почковидной формы, богато хроматином, концентрирующимся вокруг ядерной мембраны. Аппарат Гольджи с производными вакуолями локализуется с вогнутой стороны ядра, имеются трубчатые везикулы. Наиболее характерный признак – темные цитоплазматические гранулы, имеющие четкую мембрану. Число и размер гранул варьируют – от нескольких крупных зерен до значительного количества мелких или пылевидных.
Функционально и фенотипически БГЛ неоднородны, имеют они также различия по полу и возрасту. Однако до настоящего времени наиболее представительной популяцией среди них считают клетки с естественной киллерной активностью.
Благодаря своим миграционным способностям и цитолитическим свойствам, естественные киллеры – одна из наиболее ранних линий обороны, мобилизуемых организмом против инфекционных агентов и опухолей. Подтверждение этому дает, например, тот факт, что у 85% людей, иммунодефицитных по ЕК, наблюдаются спонтанные лимфомы. Отмечена корреляция между уменьшением ЕК-активности и метастазированием опухоли.
Защитное действие ЕК реализуется и при вирусных инфекциях. Установлена зависимость между вирусной репликацией и ЕК-активностью, выявлена корреляция между уровнем ЕК-цитотоксичности, с одной стороны, и клинической стадией, формой инфекции, возможностью развития вирусной персистенции – с другой. Роль ЕК при СПИДе заключается в способности этих клеток осуществлять цитолиз неинфицированных антигенстимулированных Т-хелперов после адсорбции на их поверхности гликопротеида вируса СПИДа. Зарегистрированы антибактериальный и противогрибковый эффекты ЕК.
Не менее важна для организма и регуляторная функция ЕК. Они могут проявлять цитотоксичность в отношении нормальных фибробластов, клеток костного мозга, эмбриональных тимоцитов и т.д. Эти свойства позволяют ЕК осуществлять контроль за цитодифференцировкой в организме, участвовать в регуляции гемопоэза, в частности, эритропоэза и мегакариоцитопоэза.
Из иммунологических эффектов ЕК можно отметить их регуляторное влияние на цитотоксические Т-лимфоциты, Т-супрессоры. Клетки с естественной киллерной активностью могут участвовать в процессах дифференцировки и функционирования зрелых В-лимфоцитов. Данные о механизме такого участия противоречивы, поскольку свидетельствуют как о возможном супрессивном В-клеточном эффекте ЕК, так и об их способности стимулировать IgG-синтез. Благодаря названным иммуномодулирующим свойствам ЕК играют превентивную роль при аутоиммунных расстройствах.
Таким образом, можно выделить:
Иммунокомпетентные клетки: Т-лимфоциты:Тh (Th1,Th2), Ts, Tctl;
В-лимфоциты: В-лф, АОК;
ЕК (NK).
Антигенпрезентирующие клетки –
макрофаги крови (моноциты) – презентируют АГ, участвуя в развитии гуморального иммунного ответа (ГИО) черезTh2.
Нефагоцитирующие А-клетки(клетки Лангерганса, вуалевидные клетки, отростчатые клетки, дендритные клетки, тканевые макрофаги) –играют антигенпрезентирующую роль для развития клеточного иммунного ответа (КИО) через Тh1, Tctl, EK.
Вспомагательные клетки –тучные клетки, базофилы, тромбоциты – участвуют в развитии воспалительной реакции.