Схема фагоцитозу імунології. Фагоцитоз в імунних реакціях організму
Нейтрофіли циркулюють у периферичній крові та становлять значну частину лейкоцитів крові - 60-70%, або 2,5-7,5x109 клітин на 1 л крові. У нормі нейтрофіли не виходять із судин у периферичні тканини, але вони першими «кидаються» (тобто піддаються екстравазації) в осередок запалення за рахунок швидкої експресії молекул адгезії - VCAM-1 (ліганд на ендотелії VLA-4) та інтегрину CDllb/ CD18 (ліганд на ендотелії ICAM-1). На їхній зовнішній мембрані ідентифіковані ексклюзивні маркери - CD66a та CD66d (раковоембріональні Аг).
Моноцити та макрофаги. Моноцити є «проміжною формою», у крові їх 5-10% від загальної кількості лейкоцитів. Їхнє призначення - стати і бути осілими макрофагами в тканинах.
Макрофаги печінки – купферівські клітини, мозку – мікроглія, макрофаги легень – альвеолярні та інтерстиціальні, нирок – мезангіальні.
♦ Рецептори мембрани макрофагів.
Про CD115 - Рц для колонієстимулюючого фактора моноцитів (M-CSF). Присутня також на мембрані поліпотентної клітини-попередника гранулоцитів та моноцитів та уніпотентного попередника моноцитів, про Відомо 4 структури - Рц на клітинній мембрані макрофагів, що пов'язують те, що макрофаг потенційно здатний поглинути за механізмом фагоцитозу
CD14 - Рц для комплексів бактеріальних ЛПС зі зв'язуючими ліпополісахаридами білками сироватки (LBP), а також комплексів ЛПС з іншими мікробними продуктами (наприклад, з ендотоксинами). сміття», scavenger receptors). Такий, наприклад, CD 163 – Рц для «старих» еритроцитів. Рц, що зв'язує маннозу. Є тільки на мембрані тканинних макрофагів.
- Рц для комплементу - CR3 (інтегрин CDllb/CD18) та CR4 (інтегрин CDllc/CD18). Крім комплементу, вони пов'язують і ряд бактеріальних продуктів: ліпополісахариди, ліпофосфоглікан Leishmania, гемаглютинін з філаментів Bordetella, поверхневі структури дріжджових клітин родів Candida та Histoplasma.
CD64 – Рц для «хвостів» (Fc-фрагментів) IgG – FcyRI (Fcy-Рц першого типу), що забезпечують можливість фагоцитозу макрофагами імунних комплексів. Вважаються мембранними маркерами моноцитів/макрофагів, оскільки експресуються лише цих клітинах. Підкласи IgG за силою зв'язку з FcyRI розташовуються у такому порядку: IgG3 >IgGl >IgG4 >IgG2. про Рецептори, які здійснюють взаємодію з лімфоцитарним імунітетом. Поряд із згаданим CD64, до них відносять: - Рц для цитокінів, що виробляються імунними лімфоцитами. Зв'язування з лігандами Рц для ІФН та фактора некрозу пухлини (TNF) веде до активації макрофага. Через Рц для ІЛ-10 макрофаг, навпаки, інактивується. - CD40, В7, МНС-I/II - мембранні молекули контактів з комплементарними мембранними молекулами лімфоцитів, тобто.
для безпосередніх міжклітинних взаємодій. У нейтрофілів таких рецепторів немає. Наслідки фагоцитозу. Після того, як фагоцит охоплює своєю мембраною об'єкт, що поглинається і укладає його в мембранну везикулу, звану фагосомою, відбуваються наступні події.
♦ Розщеплення фагоцитованого матеріалу. Цей процес йде за однаковими біохімічними механізмами у всіх фагоцитах, про Лізосоми – спеціальні внутрішньоклітинні органели, що містять набір гідролітичних ферментів (кислих протеаз та гідролаз) з оптимумом рН приблизно 4,0. У клітині лізосоми зливаються з фагосомами у фаголізосому, де і відбуваються реакції розщеплення поглиненого матеріалу. 02-), синглетний кисень (1O2), радикал гідроксилу (ОН-), гіпохлорид (ОС1-), оксид азоту (NO+). Ці радикали також беруть участь у деструкції фагоцитованого об'єкта.
♦ Секреція літичних ферментів та окислювальних радикалів у міжклітинний простір, де вони також мають бактерицидну дію (але при цьому вражають і власні тканини).
Нейтрофіли, окрім уже названих речовин, продукують та секретують колагеназу, катепсин G, желатиназу, еластазу та фосфоліпазу А2.
♦ Продукція та секреція цитокінів. Макрофаги та нейтрофіли, активовані мікробними продуктами, починають продукувати цитокіни та інші біологічно активні медіатори, що створюють в осередку впровадження зовнішніх субстанцій доімунне запалення, яке готує можливість розвитку лімфоцитарної імунної відповіді.
Про Макрофаги продукують інтерлейкіни (ІЛ-1, ІЛ-6, ІЛ-8, ІЛ-12); фактор некрозу пухлини a(TNFa); простагландини; лейкотрієн В4 (LTB4); фактор, що активує тромбоцити (ФАТ).
про Нейтрофіли продукують TNFa, ІЛ-12, хемокін ІЛ-8, ЬТВ4 та ФАТ.
♦ Процесинг та подання Аг – утворення всередині клітин комплексів з продуктів розщеплення фагоцитованого матеріалу з власними молекулами МНС-II та експресія цього комплексу на поверхню клітини з «метою» подання Аг для розпізнавання Т-лімфоцитами. Цей процес здійснюється лише макрофагами.
Процес фагоцитозу (поглинання твердофазного об'єкта) складається із п'яти стадій.
- 1. Активація (посилення енергетичного метаболізму). Факторами активації та хемотаксису є бактеріальні продукти (ЛПС, пептиди), компоненти комплементу (С3 та С5), цитокіни та антитіла.
- 2. Хемотаксис.
- 3. Адгезія.
- 4. Поглинання.
- 5. Результат фагоцитозу.
Адгезія пов'язана з наявністю ряду рецепторів на поверхні фагоцитів (до Fc-фрагментів антитіл, компонентів комплементу, фібронектину), що забезпечують міцність рецептор-опосередкованих взаємодій опсонінів, що обволікають мікроорганізми та обмежують їх рухливість (антитіла, С3в, фібронектин).
Фагоцити мають амебоподібні псевдоподії. При поглинанні утворюється фагосома з поглиненим об'єктом (бактерією), до неї приєднується і зливається лізосома, що містить літичні ферменти, утворюється фаголізосома.
Можливо три результати фагоцитозу:
- - завершений фагоцитоз;
- - незавершений фагоцитоз;
- - Процесинг антигенів.
Завершений фагоцитоз-повне перетравлення мікроорганізмів у клітині-фагоциті.
У процесі фагоцитозу відбувається "окислювальний вибух" з утворенням активних форм кисню, що забезпечує бактерицидний ефект.
До однієї з найважливіших функцій макрофагів (поряд з хемотаксисом, фагоцитозом, секрецією біологічно активних речовин) є переробка (процесинг) антигену та подання його імунокомпетентних клітин за участю білків головної системи гістосумісності (МНС) класу 2.
Фагоцитоз - не тільки знищення чужорідного, а й уявлення антигену для запуску імунних реакцій та секреції медіаторів імунних та запальних реакцій. Система макрофагів- центральне ланка як природної резистентності (видового імунітету), а й грає значної ролі у набутому імунітеті, кооперації клітин у імунному відповіді.
Запалення як захисна реакція організму на різні ушкодження тканин виникло на вищому ступені еволюції, ніж фагоцитоз і характерно для високоорганізованих організмів, що мають кровоносну та нервову системи.
Інфекційне запалення супроводжується різними судинними та клітинними (включаючи фагоцитоз) реакціями, а також запуском цілого ряду медіаторів запальних реакцій (гістаміну, серотоніну, кінінів, білків гострої фази запалення, лейкотрієнів та простагландинів, цитокінів).
Багато бактеріальних продуктів активують клітини макрофагально-моноцитарної системи та лімфоцити, що відповідають на них виділенням біологічно активних продуктів-цитокінів, зокрема інтерлейкінів. Їх можна характеризувати як медіатори клітинних імунних реакцій. У запальних реакціях основну роль має інтерлейкін-1 (ІЛ-1), що стимулює лихоманку, що підвищує проникність судин та адгезивні властивості ендотелію, що активує фагоцити.
Гарячка. Підвищення температури тіла – захисна реакція організму, що погіршує умови для розмноження багатьох мікроорганізмів, активує макрофаги, прискорює кровотік та посилює обмінні процеси в організмі.
Бар'єрні функції лімфовузлів. За словами П.Ф.Здродовского (1969) лімфовузли- своєрідний біологічний фільтр для збудників, що переносяться з лімфою. Тут мікроорганізми, що проникли через шкіру або слизові і занесені струмом лімфи, затримуються і піддаються дії макрофагів і активованих лімфоцитів.
Система комплементу-комплекс білків і глікопротеїдів сироватки крові людини та хребетних тварин (їх більше 20). Окремі компоненти опосередковують процеси запалення, опсонізацію чужорідних фрагментів для подальшого фагоцитозу, беруть участь поряд з макрофагами у безпосередньому знищенні мікроорганізмів та інших чужорідних клітин (лізис бактерій та вірусів). У разі фізіологічної норми компоненти системи комплементу перебувають у неактивної формі. Відомі три шляхи активації системи комплементу-класичний, альтернативний і з використанням С1-шунта.
Класичний шлях-каскад протеазних реакцій з компонента С1q до С9, реалізується за наявності антитіл до антигену. З комплексом "антиген-антитіла" взаємодіє компонент С1q, потім С4, слідом - С2. Утворюється комплекс “антиген-антитіла-С1С4С2”, з ним з'єднується С3 (центральний компонент системи) та запускається ланцюг активації з ефекторними функціями (опсонізація та лізис бактерій, активація системи макрофагів, запалення).
Альтернативний шлях реалізується при первинному контакті зі збудником (коли ще немає антитіл). Він індукується ЛПС та іншими мікробними антигенами. С1, С4, С2 не беруть участь, альтернативний та класичний шляхи стуляються на рівні С3.
Система інтерферонів.
Інтерферони- синтезовані різними клітинами організму глікопротеїди широкого спектра біологічної активності (передусім антивірусної), швидка відповідь організму отримання клітинами неспецифічного сигналу чужорідності. Існує ціла система інтерферонів, які розділені на альфа, бета та гамма підтипи з вираженою гетерогенністю властивостей. Противірусна дія проявляється у здатності пригнічувати внутрішньоклітинне розмноження ДНК-і РНК-вірусів (насамперед у результаті блокування синтезу вірусних макромолекул). Індукцію синтезу інтерферонів викликають віруси, бактерії, рикетсії, найпростіші, синтетичні сполуки.
Кілерні клітини.
У забезпеченні видового імунітету істотну роль належить Т-цитотоксичним лімфоцитам (Т-кілерам), а також головній системі гістосумісності (докладніше в наступних лекціях).
Т-кілери за поданням антигенів головної системи гістосумісності класу 1 розпізнають будь-які чужорідні антигени (включаючи мутантні, наприклад-ракові клітини), атакують і знищують їх.
Клітини NK (natural killer-натуральні кілери) мають важливе значення у підтримці генетичного гомеостазу та протипухлинному захисті, їх функції розпізнавання не залежать від представлення антигенів МНС (major histocompatibility complex) класу 1.
Системи неспецифічної резистентності та видового імунітету сприяють підтримці структурної та функціональної цілісності організму та є основою для формування набутого (специфічного) імунітету. Стикуючись цьому, вищому рівні, системи видового і набутого імунітету утворюють єдину і найефективнішу систему самозахисту організму від усього чужорідного.
Імунна система.
Імунна система-сукупність органів, тканин і клітин, що забезпечують клітинно-генетичну сталість організму. Принципи антигенної (генетичної) чистоти ґрунтуються на розпізнаванні "свого чужого" і значною мірою обумовлені системою генів та глікопротеїдів (продуктів їх експресії) - головним комплексом гістосумісності (MHC), у людини часто званої системою HLA (human leucocyte antigens). На лейкоцитах людини чітко експресовані білки МНС, з допомогою дослідження лейкоцитів типують антигени МНС.
Органи імунної системи.
Виділяють центральні (кістковий мозок-кровотворний орган, вилочкова залоза або тимус, лімфоїдна тканина кишечника) та периферичні (селезенка, лімфатичні вузли, скупчення лімфоїдної тканини у власному шарі слизових оболонок кишкового типу) органи імунітету.
Клітини-попередники імунокомпетентних клітин продукуються кістковим мозком. Деякі нащадки стовбурових клітин стають лімфоцитами. Лімфоцити поділяють на два класи-Т і В. Попередники Т-лімфоцитів мігрують до тимусу, де дозрівають у клітини, здатні брати участь в імунній відповіді. У людини В-лімфоцити дозрівають у кістковому мозку. У птахів незрілі В-клітини мігрують до сумки (бурсу) Фабриціуса, де досягають зрілості. Зрілі В- та Т-лімфоцити заселяють периферичні лімфовузли. Таким чином, центральні органи імунної системи здійснюють утворення та дозрівання імунокомпетентних клітин, периферичні органи забезпечують адекватну імунну відповідь на антигенну стимуляцію-"обробку" антигену, його розпізнавання та клональну проліферацію лімфоцитів - антигензалежне диференціювання.
16. Фагоцитарна реакція.
Фагоцитоз- процес активного поглинання, перетравлення та інактивації сторонніх частинок спеціалізованими клітинами-фагоцитами.
Стадії фагоцитозу:
Хемотаксис - цілеспрямоване пересування фагоцитів по градієнту концентрації спеціальних біологічно активних речовин – хемоаттрактантів.
Адгезія – прилипання до бактерії. Опсоніни (АТ, фібронектин, сурфактант) обволікають мікроорганізми та суттєво обмежують їхню рухливість.
Ендоцитоз (поглинання). Через війну утворюється фагосома з ув'язненим всередині об'єктом фагоцитозу. До фагосоми прямують лізосоми і вишиковуються по її периметру.
Переривання. Злиття фагосоми з лізосомою з утворенням фаголізосоми. Далі фагоцитовані мікроорганізми піддаються атаці кисневозависимих (перекису, супероксид кисню, цитохром b; утворюються продукти, що володіють токсичною дією, що ушкоджують мікроорганізми і навколишні структури) і киснезалежних (гранули з лактоферином, лізіоцитом і ін. процесів) факторів.
Результат фагоцитозу.
Завершений – загибель та руйнація мікроорганізмів
Незавершений - бактерії, з капсулами або щільними гідрофобними клітинними стінками, стійкі до дії лізосомальних ферментів; блокування злиття фагосом та лізосом.
Типи фагоцитуючих клітин:
Макрофаги та дендритні клітини – професійні фагоцити та антигенпрезентуючі клітини
Мікрофаги – поліморфноядерні лейкоцити (нейтрофіли) – лише помірний фагоцитоз
Моноцити крові мігрують у тканини під впливом цитотоксинів та перетворюються на резидентні.
Макрофаги. Печінка – купферівські клітини
Легкі – альвеолярні макрофаги
ЦНС – мікрогліальні клітини
Кістковий мозок – остеокласти
Нирка – мезангіальні клітини
Фагоцитують мікроорганізми та процесують (перетравлюють) їх; представляють АГ Т-клітин.
NK – природні кілери – не диффіринцируют АГ, антитілонезалежні, працюють лише проти клітин та реагують тільки на клітинні фактори.
Показники фагоцитозу:
Фагоцитарний показник (фагоцитарна активність) – відсоток нейтрофілів, які містять частинки мікроорганізму
Фагоцитарне число (фагоцитарний індекс) – середня кількість мікроорганізмів, поглинених одним фагоцитом.
17. Гуморальна імунна відповідь.
У гумаральних імунних реакціях беруть участь три клітинні типи: макрофаги (АГ-презентуючі клітини), Т-хелпери та В-лімфоцити
АГ-презентуючі клітинифагоцитують мікроорганізм та переробляють його, розщеплюючи на фрагменти (процесинг АГ). Фрагменти АГ виставляються на поверхню АГ-клітини, що презентує, разом з молекулою МНС. Комплекс АГ-молекула МНС2 пред'являється Т-хелпер. Розпізнавання комплексу Т-хелпер стимулює секрецію ІЛ-1 макрофагами.
Т-хелперпід дією ІЛ-1 синтезує ІЛ-2 та рецептори до ІЛ-2, останній за аутокринним механізмом стимулює проліферацію Т-хелперів, а також ЦТЛ. Таким чином, після взаємодії з АГ-презентуючою клітиною Т-хелпер набуває здатності відповідати на дію ІЛ-2 бурхливим розмноженням. Біологічний зміст цього явища полягає у накопиченні Т-хелперів, які забезпечують утворення в лімфоїдних органах необхідного пулу плазматичних клітин, що виробляють АТ до цього АГ.
В-лімфоцит. Його активація передбачає пряму взаємодію АГ з молекулою Ig на поверхні клітини. У цьому випадку сам В-лімфоцит переробляє АГ і репрезентує його фрагмент у зв'язку з молекулою МНС2 на своїй поверхні. Цей комплекс розпізнає Т-хелпер, відібраний з допомогою тієї ж АГ. Впізнавання рецептором Т-хелпера комплексу АГ-МНС2 на поверхні В-лімфоциту призводить до секреції Т-хелпером ІЛ-2, ІЛ-4, ІЛ-5 та ІНФ-гама, під дією яких В-клітина розмножується, утворюючи клон плазматичних клітин. Плазмоцити синтезують АТ. Секрецію АТ стимулює ІЛ-6, що виділяється активованим Т-хелпером. Частина зрілих В-лімфоцитів після антигеннезалежного диференціювання циркулює в організмі у вигляді клітин пам'яті.
5 класів: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM; молекули IgD, IgE, IgG представлені мономерами, IgM – пентамерами, молекула IgA у сироватці крові - мономер, а в екскретованих рідинах (слина, слізна рідина) – димер
IgG:проникає через плаценту в організм плода, щоб забезпечити формування у плода пасивного імунітету, після народження дитини вміст його в сироватці крові падає і досягає мінімальної концентрації до 3-4 міс., після чого починає зростати за рахунок накопичення власних IgG, досягаючи норми до 7 років . Виявлення високих титрів IgG до Аг конкретного збудника вказує на те, що організм знаходиться на стадії реконвалесценції або конкретне захворювання нещодавно перенесено.
IgM:його зміст значно підвищено у новонароджених, які перенесли внутрішньоутробну інфекцію. Наявність IgM Аг конкретного збудника вказує на гострий інфекційний процес.
IgA:циркулює в сироватки крові, а також секретується на поверхні епітеліїв., присутній у слині, слізній рідині, молоці. Молекули IgA беруть участь у реакціях нейтралізації та аглютинації збудників. Секреторні імуноглобуліни класу IgA (SIgA) відрізняються від сироваткових наявністю секреторного компонента, пов'язаного з 2 або 3 мономерами IgA.
IgD:виявляють на поверхні В-лімфоцитів, що розвиваються, його вміст досягає максимуму до 10 років, деяке збільшення титрів відзначають при вагітності, при бронхіальній астмі, системному червоному вовчаку і в осіб з імунодефіцитами
IgE:синтезується плазматичними клітинами в бронхіальних та перитонеальних лімфатичних вузлах, у слизовій оболонці ШКТ. IgE називаються також реагінами, оскільки беруть участь у анафілактичних реакціях, володіючи вираженою цитофільністю.
З 10-го тижня внутрішньоутробного розвитку починається синтез IgM, з 12-го – IgG, з 30-го – IgA, але концентрація їх невиліка.
Захисна функція антитіл при інфекції:
Ат через Аг-зв'язувальні центри взаємодіють з різними Аг. Тим самим Ат запобігають інфікуванню або елімінують збудник або блокують розвиток патологічних реакцій, активуючи при цьому всі системи специфічного захисту.
Опсонізація (імуний фагоцитоз)- Ат (через Fab-фрагменти) зв'язуються з клітинною стінкою організму; Fc-фрагментом Ат взаємодіє з відповідним рецептером фагоциту це опосередковує подальше ефективне поглинання фагоцитом комплексу, що утворився.
Антитоксичний ефект- Ат можуть пов'язувати і тим самим інактивувати бактеріальні токсини.
Активація компліменту- Ат (IgM, IgG) після зв'язування з Аг (мікроорганізм, пухлинна клітина) активує систему компліменту, що призводить до знищення цієї клітини шляхом перфорації її клітинної стінки, посилення хемотаксису, хемокінезу та імунного фагоцитозу
Нейтралізація– взаємодіючи з рецепторами клітини, що зв'язують бактерії або віруси, Ат можуть перешкоджати адгезії та проникненню мікроорганізмів у клітини організму-господаря.
Циркулюючі імунні комплекси– Ат пов'язують розчинні Аг та утворюють циркулюючі комплекси, за допомогою яких Аг виводяться з організму, переважно із сечею та жовчю.
Антитілозалежна цитотоксичність- Опсонуючи Аг, Ат стимулюють їх руйнування цитотоксичними клітинами. Апарат, що забезпечує розпізнавання мішеней – рецептори до Fc-фрагментів Ат. Руйнувати опсоновані мішені здатні макрофаги та гранулоцити
Властивості антитіл:
Специфіка- здатність антитіл вступати в реакцію тільки зі специфічним антигеном, завдяки наявності антигенних детермінантів на антигені та антигенних рецепторів (антидетермінантів) на антитілі.
Валентність– кількість антидетермінантів на антитілі (зазвичай бівалентні);
Афінність, афінітет– міцність з'єднання між детермінантою та антидетермінантою;
Авідність- Міцність зв'язку антитіла з антигеном. Завдяки валентності здійснюється зв'язок одного антитіла з кількома антигенами;
Гетерогенність– неоднорідність, обумовлена наявністю трьох видів антигенних детермінантів:
Ізотипічні– характеризують належність імуноглобуліну до певного класу (IgA, IgG, IgM та ін.);
Алотипові– (внутрішньовидова специфічність) відповідають алельним варіантам імуноглобуліну (у гетерозиготних тварин різні імуноглобуліни);
Ідіотипні- Відображають індивідуальні особливості імуноглобуліну (можуть викликати аутоімунні реакції).
Вікові особливості:
У постнатальному періоді спостерігається дуже істотна динаміка за вмістом у крові дітей імуноглобулінів різних класів. Вона пов'язана з тим, що протягом перших місяців життя триває розпад та видалення тих імуноглобулінів класу, які були передані трансплацентарно від матері.
Протягом перших 4-6 місяців материнські імуноглобуліни повністю руйнуються і починається синтез власних імуноглобулінів.
Імунітет- це спосіб захисту організму від живих тіл та речовин, що несуть на собі ознаки генетично чужорідної інформації.
Імунітет- цілісна система біологічних механізмів самозахисту організму.
За допомогою імунітету розпізнається та знищується все чужорідне. Чужорідне – не своє, генетичні поділу між речовинами.
Завдання - підтримка структурної цілісності організму. Забезпечує
- Збереження гомеостазу
- Збереження функціональної структурної цілісності організму
- Збереження біологічної особливості організму.
- Знищується клітини, які генетично відрізняються від клітин організму.
Імунологія- наука про організми, молекули імунної системи. Вивчає структурну функцію імунітету та реакцію імунітету на чужорідні антитіла. Вивчає послідовність імунної відповіді та способи впливу на неї.
Розвиток імунології
Основоположник – праці Мечникова 1883 рік. Створив фагоцитарну теорію імунітету, 1897 - Ерліх створив гуморальну теорію імунітету, 1908 - отримання ноб. Премії за теорію.
Емпірично було запропоновано вакцини (до цього звук).
Дженер - вакцина проти коров'ячі віспи
1974 - віспа ліквідована.
Вакцина Пастера – вакцина проти сказу.
Видовий імунітет.
Несприйнятливість обумовлена вродженими біологічними особливостями організму.
Відрізняється властивостями
1. Видова ознака (тварини не хворіють на хвороби людей)
2. Генетично детермінований – у спадок
3. Неспецифічний – не має виборчого спрямування, а проявляється проти різних інфекцій
4. стійкий, але не абсолютний
Механізми видового імунітету.
Зовнішні бар'єривидового імунітету.
- Шкіра є механічним бар'єром по дорозі інфекційних агентів - патогенів. Має бактерицидну властивість, бо секрети потових і сальних залоз містять пероксид водню, а також сечовину, ненасичені жирні кислоти, жовчні пігменти аміак.
- Слизова оболонка. Секрет слизових вимиває патогенні з поверхні. Містить лізоцим, секреторні антитіла, інгібітори бактерій та вірусів.
- Антатомо-фізіологічні особливості організму. Вії циліндричного епітелію верхніх дих. Шляхів. Затримують патогени, а також блювання, кашель, чхання – це фізіологічні акти. Вії, брови очей запобігають попаданню патогенів
Внутрішні бар'єри
- Нормальна мікрофлора організму, що заселяє слизову оболонку, шкіру, різні біотопи. Є антагоністом патогенних та умовно патогенних організмів. Має імунізуючу дію. Завдяки чому індукує утворення антитіл. Синтез вітамінів – К, B.
- Мембрани клітин
- Функцію гістогематичних бар'єрів. Здійснюють захист мозку, репродуктивну систему, очі.
- Лімфоїдна система. Входить система лімфоїдних вузлів та утворень
- Лихоманка – збільшення температури посилює обмінні процеси, кровотік, активність ферментів, макрофагів, інгібує розмноження вірусів та бактерій.
- Запалення виникає у разі пошкодження тканин. У осередок запалення спрямовуються фагоцити. Активуються біологічно активні речовини (БАВ) – серототнін та гістомін, які збільшують проникність судин, що призводить до розвитку набряку, почервоніння, накопичуються речовини – антитіла та комплімент, які забезпечують знищення патогену.
- Функція системи виділення. Від зруйнованих патогенів позбавляється через ШКТ, дихальні шляхи та сечовидільну систему.
Клітинні механізми видового імунітету.
Фагоцитоз та функції натуральних кілерів NK клітин.
Фагоцитоз- процес захоплення та знищення чужорідних антигенів фагоцитами.
У фагоцитозі беруть участь клітини, які поділяються на такі види – мікрофаги. Це поліморфноядерні нейтрофіли периферичної крові. Макрофаги – моноцити, фагові макрофаги, які отримали назву гістіоцитів. Клітини Купера печінки, остеокласти – кісткової тканини, а також клітини мікроглії нервової тканини. Макро та мікрофаги на мембранах мають багато рецепторів, ферментів та виражений лізосомальний апарат.
Стадії фагоцитозу
- Рух фагоциту до об'єкта здійснюється хемотаксисом. Це спрямований рух клітини до певних хім. Групам, певним рецепторам.
- Прилипання об'єкта до фагоцитів, що позначається як адгезія та абсорбція, які відбуваються за рахунок взаємодії з рецепторами
- Поглинання фагоцитом об'єкта. На місці прикріплення клітинна стінка інвагінує. Об'єкт занурюється у фагоцит. Утворюється фагосома, яка зливається з лізосомою та утворюється комплекс фаголізосому.
- Результат різний. Варіанти результату 1. Перетравлення об'єкта. 2. Розмноження об'єкта у фагоциті 3. Виштовхування об'єкта з фагоциту
Механізми перетравлення
- О-залежний. Фагоцит активно поглинає кисень, відбувається окислювальний вибух, утворюються активні форми кисню, такі як гідроксиліон, супероксиданіон, пероксид водню, який згубно діє на бактерію.
- Кисень незалежний. Здійснюється за рахунок катіонних білків та лізосомальних ферментів.
Види фагоцитозу
- Завершений - об'єкт перетравлюється
- Незавершений - бактерії не перетравлюються
Механізми незавершеного фагоцитозу.
- Бактерії можуть бути стійкими до дії лізосомальних ферментів, наприклад гонококи.
- Мікроорганізми можуть виходити з фагоциту і розмножуватися, що притаманно рикетсій.
- Бактерії можуть перешкоджати утворенню фаголізосоми – туберкульозна паличка.
Оцінка фагоцитозу.
Для оцінки фагоцитарної активності використовують такі показники
-Відсоток фагоцитозу (ПФ)- кількість фагоцитів зі 100, що виявляють функціональну активність.
У нормі проти стафілаккоків або будь-яких корпускул - 60-80 %
-Індекс фагоцитозу (ІФ)-Кількість бактерій, захоплених одним фагоцитом зі 100. Приблизно 6-8 бактерій захоплює 1 фагоцит.
Активність фагоцитів може збільшуватися під впливом цитокінів, компліментів, антитіл, серед яких опсоніни. Це антитіла, які готують бактерію фагоцитозу. У їх присутності фагоцитоз іде активніше. Синтезуються опсоніни в імунізованому організмі.
Наявність опсонінів визначається за опсоно-фагоцитарним індексом (ОФІ)
ОФІ = ПФімунної сироватки / ФП нормальної сироватки. Якщо > 1, то є опсонини. У хворого на бруцельоз формуються опсоніни. Антиєтла готують фагоцити до захоплення бруцел. 80/20 = 4. Якщо< 1 человек болен.
Функції фагоцитів
- Забезпечення фагоцитозу
- Переробка антигенів
- Презентація антигену клітин імунної системи та запуск наступної імунної реакції.
- Секреція БАВ – біологічно активних речовин. Понад 5-. Цитокіни, компоненти комплементи, простогландини,
Натуральні кілери.
Це природні вбивці, що відносяться до лімфоцитів, що не володіють властивостями T і B лімфоцитів, надають цитотоксичну дію на клітини пухлин, які містять віруси. Мають особливий білок, який у присутності іонів кальцію швидко полімеризується, утворюються субодиниці, які вбудовуються в клітинну мембрану, формується канал, яким у клітину спрямовується вода. Клітина набухає, лопається, що позначається як цитоліз.
Гуморальні фактори видового імунітету
- Комплімент – багатокомпонентна система білків сироватки крові, що забезпечує підтримку гомеостазу. Поєднує 9 компонентів-фракцій і позначається латинською З з індексом 1,2,3,4,5 і тд. В систему входять субкомпоненти C1R, C1S, C5A, C5B. Регуляторні білки, фактори, що беруть участь в активації компліменту - гаммаглобуліни, іони магнію та кальцію. Компоненти компліменту перебувають у неактивному стані й у прояви функціонального дії необхідна активація системи комплименты. Розрізняють такі шляхи активації -
- Класичний
- Альтернативний
- Лектиновий.
Активація за класичним типом. Активація йде за типом каскаду, що посилюється.
1 молекула розпадається, активує 2 молекули тощо. Ініціюється комплексом антиген-антитіло, що взаємодіє з першою фракцією С1, яка розпадається на субкомпоненти. Взаємодіє з C4, яка взаємодія з С2, яка активує С3, яка розпадається на субкомпоненти С3А та С3Б, що призводять до активації С5, який розпадається на субкомпоненти С5а та С5б, активується С6 і тд до С9. Комплекс С6-С9 - мембранатакуючий комплекс, вбудовується в мембрану, формується канал, яким надходить вода і клітина лізується.
Активація за альтернативним типом.Запускається ЛПС та мікробними антигенами, які активують відразу С3 фракцію. Далі С5 і С9.
Активація по лектиновомутипу запускається монозв'язуючими білками, які з'єднуються із залишками монози на бактеріальних клітинах, активується протеаза, які розщеплюється 4йю фракцію компліменту. Потім С2,3 і тд С9. Через війну комплімент активується.
Комплімент у результаті активації виконує такі функції
- Ліза клітини
- Стимуляція фагоцитозу, наприклад, С5, фракція посилює хемотаксис.
- Збільшення проникності судин, що забезпечується субкомпонентами
- Посилюється процес запалення
До гуморальних факторів видового імунітету відноситься фермент лізоцим, який руйнує пептидоглікан клітинної стінки, тим самим спричиняє загибель бактерій, синтезується макрофагами та моноцитами. Міститься у великій кількості в крові, рідинах організму, багато в слині та слізній рідині
Білки гострої фази, наприклад, реактивний білок. Це велика білкова молекула з 5 однакових субодиниць – пентроксин. Має спорідненість із речовинами клітинної стінки бактерій. Забезпечує опсонізацію бактерій, активацію компліменту класичним шляхом
Ендогенні пептиди, які мають активність антибіотиків, здатні вбивати бактерій
Інтерферон, захисні білки сироватки крові, серед яких, крім білків гострої фази, розрізняють пропердин, бета-лізин, монозосвящувальні білки.
Фагоцитоз (від грец. phago – пожираю і cytos – клітина) є процесом поглинання та перетравлення антигенних речовин, у тому числі мікроорганізмів, клітинами мезодермального походження, названими фагоцитами. І. І. Мечников розділив фагоцити на макрофаги та мікрофаги. В даний час макро-і мікрофаги об'єднані в єдину систему макрофагів (СМФ). До цієї системи відносять:
- тканинні макрофаги - епітеліоїдні клітини,
- зірчасті ретикулоендотеліоцити (клітини Купфера),
- альвеолярні та перитонеальні макрофаги, що знаходяться в альвеолах та порожнини очеревини,
- білі відросткові епідермоцити шкіри (клітини Лангерганса) та ін.
До мікрофаг відносяться:
- нейтрофіли,
- еозинофіли,
- базофілі.
Функції макрофагівнадзвичайно різноманітні. Вони перші реагують на чужорідну речовину, будучи спеціалізованими клітинами, що поглинають і знищують в організмі чужорідні субстанції (кліти, що відмирають, ракові клітини, бактерії, віруси та інші мікроорганізми, антигени, неметаболізовані неорганічні речовини). Крім того, макрофаги виробляють багато біологічно активних речовин – ферменти (у тому числі лізоцим, пероксидазу, естеразу), білки комплементу, імуномодулятори типу інтерлейкінів. Наявність на поверхні макрофагів рецепторів до імуноглобулінів (Am) та комплементу, а також система медіаторів забезпечує їхню взаємодію з Т- та В-лімфоцитами. При цьому макрофаги активують захисні функції Т-лімфоцитів. Завдяки наявності рецепторів до комплементу та Am, а також Аг системи гістосумісності (HLA) макрофаги беруть участь у зв'язуванні та розпізнаванні антигенів. Таким чином, фагоцитам притаманні три функції:
- захисна, пов'язана з очищенням організму від інфекційних агентів, продуктів розпаду тканин тощо;
- що представляє, що полягає у презентації лімфоцитів антигенних епітолів на мембрані фагоциту;
- секреторна, пов'язана з секрецією лізосомних ферментів та інших біологічно активних речовин – цитокінів, які відіграють важливу роль імуногенезі.
Розрізняють такі послідовно протікаючі стадії фагоцитозу.
- Хемотаксис- Цілеспрямоване пересування фагоцитів у напрямку хімічного градієнта хемоаттрактантів у навколишньому середовищі. Здатність до хемотаксису пов'язана з наявністю на мембрані специфічних рецепторів для хемоаттрактантів (об'єктів фагоцитозу), якими можуть виступати бактерії, продукти деградації тканин організму та ін.
- Адгезія(прикріплення) також опосередкована відповідними рецепторами, але може протікати відповідно до законів неспецифічної фізико-хімічної взаємодії. Відбувається адсорбція частинок поверхні макрофага.
- Ендоцитоз(Захоплення) - відбувається інвагінація клітинної мембрани, захоплення чужорідної частки та занурення її в протоплазму. Внаслідок ендоцитозу утворюється фагоцитарна вакуоль – фагосома(Т. Е. Бульбашка в протоплазмі навколо поглиненої частинки).
- Внутрішньоклітинне перетравлення– починається в міру поглинання об'єктів, що фагоцитуються. Відбувається злиття фагосоми з лізосомою фагоциту, що містить десятки ферментів, та утворення фаголізосоми (деструкція) захопленої частинки ферментами. При поглинанні частинки, що належить самому організму (наприклад, клітина, що загинула або її частини, власні білки), відбувається розщеплення її ферментами фаголізосоми до неантигенних речовин (амінокислоти, жирні кислоти, нуклеотиди, моносахара). Якщо поглинається чужорідна частка, то ферменти фаголізосоми не в змозі розщепити речовину до неантигенних компонентів. У таких випадках фаголізосома з частиною антигену, що залишилася і зберегла чужорідність, передається макрофагом Т- і В-лімфоцитам, тобто включається специфічна ланка імунітету.
Секреторна функціяполягає у секреції фагоцитами біологічно активних речовин – цитокінів – це інтерлейкін-1 та інтерлейкін-2, які є клітинними медіаторами, що надають регулюючу дію на проліферацію, диференціацію та функції фагоцитів, лімфоцитів, лімфобластів та інших клітин. Макрофаги продукують та секретують такі важливі регуляторні фактори, як простагландини, лейкотрієни, циклічні нуклеотиди з широким спектром біологічної активності. Крім того, макрофаги синтезують і секретують ряд продуктів, що мають антибактеріальну, антивірусну та цитотоксичну активність (кисневі радикали О2-Н2О2, лізоцим, інтерферон та ін.).
Фагоцитоз посилюється антитілами-опсонінами, оскільки зв'язаний або антиген легше адсорбується на поверхні фагоциту, внаслідок наявності у останнього рецепторів до цих антитіл. Таке посилення фагоцитозу антитілами названо опсонізацією, тобто. підготовкою мікроорганізмів до захоплення фагоцитами Фагоцитоз опсонізованих антигенів називають імунним.
Для характеристики активності фагоцитозу введено фагоцитарний показник.Для визначення його підраховують під мікроскопом кількість бактерій, поглинених одним фагоцитом. Користуються також опсонофагоцитарним індексом, Що представляє відношення фагоцитарних показників, отриманих з імунною та не імунною сироваткою. Фагоцитарний показник та опсонофагоцитарний індекс використовують у клінічній імунології для оцінки стану імунітету та імунного статусу.
Фагоцитоз відіграє велику роль у протибактеріальному, протигрибковому та противірусному захисті, підтримці резистентності організму до чужорідних речовин. Фагоцити також надають активуючу та супресивну дію на лімфоцити, беруть участь у реанімації імунологічної толерантності, антиінфекційного, трансплантаційного та протипухлинного імунітету, деяких форм алергії (ГЗТ).