Вирусные оболочки их антигенные характеристики. Антигены вирусов

Для характеристики микроорганизмов выделяют родовую, видовую, групповую и типовую специфичность антигенов. Наиболее точная дифференциация осуществляется с использованием моноклональных антител (МКА), распознающих только одну антигенную детерминанту.

Обладая сложным химическим строением, бактериальная клетка представляет целый комплекс антигенов. Антигенными свойствами обладают жгутики, капсула, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, рибосомы и другие компоненты цитоплазмы, токсины, ферменты. Основными видами бактериальных антигенов являются:

Соматические или О- антигены (у грамотрицательных бактерий специфичность определяется дезоксисахарами полисахаридов ЛПС);

Жгутиковые или Н- антигены (белковые);

Поверхностные или капсульные К- антигены.

Выделяют протективные антигены, обеспечивающие защиту (протекцию) против соответствующих инфекций, что используется для создания вакцин.

Любой микроорганизм (бактерии, грибы, вирусы) представляет собой комплекс антигенов.

По специфичности микробные антигены делятся на:

· перекрестно-реагирующие (гетероантигены ) - это антигены общие с антигенами тканей и органов человека. Они имеются у многих микроорганизмов и рассматриваются как важный фактор вирулентности и пусковой механизм развития аутоиммунных процессов;

· группоспецифические - общие у микроорганизмов одного рода или семейства;

· видоспецифические - общие у разных штаммов одного вида микроорганизмов;

· вариантспецифические (типоспецифические) - встречаются у отдельных штаммов внутри вида микроорганизмов. По наличию тех или иных вариантспецифических антигенов микроорганизмы внутри вида делят на варианты по антигенному строению - серовары.

По локализации антигены бактерий делятся на:

· целлюлярные (связанные с клеткой),

· экстрацеллюлярные (не связанные с клеткой).

Среди целлюлярных антигенов основными являются: соматический - О-антиген (глюцидо-липоидо-полипепдидный комплекс), жгутиковый - Н-антиген (белок), поверхностные - капсульные - К-антиген, Vi-антиген. Экстрацеллюлярные антигены - это продукты, секретируемые бактериями во внешнюю среду, в том числе антигены экзотоксинов, ферментов агрессии и защиты, и другие.

Антигены вирусов

В структуре вирусной частицы различают несколько групп антигенов:

· ядерные (или ко ровые)

· капсидные (или оболочечные)

· суперкапсидные.

На поверхности некоторых вирусных частиц встречаются особые V-антигены- гемагглютинин и фермент нейраминидаза.

Антигены вирусов различаются по происхождению. Часть из них – вирусоспецифические . Информация об их строении картирована в нуклеиновой кислоте вируса. Другие антигены вирусов являются компонентами клетки хозяина (углеводы, липиды), они захватываются во внешнюю оболочку вируса при его рождении путем почкования.

Антигенный состав вириона зависит от строения самой вирусной частицы. Антигенная специфичность простоорганизованных вирусов связана с рибо- и дезоксирибонуклеопротеинами. Эти вещества хорошо растворяются в воде и поэтому обозначаются как S-антигены (от лат. Solution- раствор). У сложноорганизованных вирусов часть антигена связана с нуклеокапсидом, а другая – локализуется во внешней оболочке – суперкапсиде. Антигены многих вирусов отличаются высокой степенью изменчивости. Это связано с постоянным мутационным процессом, который претерпевает генетический аппарат вирусной частицы. Примером могут служить вирус гриппа, вирысы иммунодефицитов человека.

14. Антигены гистосовместимости. Н а цитоплазматических мембранах практически всех клеток макроорганизма обнаруживаются антигены гистосовместимости. Большая часть из них относится к системе главного комплекса гистосовместимости, или МНС (аббр. от англ. Major histocompatibility complex).

По химической природе антигены гистосовместимости представляют собой гликопротеиды, прочно связанные с цитоплазматической мембраной клеток. Их отдельные фрагменты имеют структурную гомологию с молекулами иммуноглобулинов и поэтому относятся к единому суперсемейству.

Различают два основных класса молекул МНС. Условно принято, что МНС I класса индуцирует преимущественно клеточный иммунный ответ, а МНС II класса – гуморальный.

МНС I класса состоит из двух нековалентно связанных полипептидных цепей с разной молекулярной массой: тяжелой альфа-цепи и легкой бета-цепи. Альфа-цепь имеет внеклеточный участок с доменным строением (альфа1,альфа2,альфа3-домены), трансмембранный и цитоплазматический.

Бета-цепь представляет собой бета-2-микроглобулин, который «налипает» на альфа3-домен после экспрессии альфа-цепи на цитоплазматической мембране клетки.

Для МНС I класса характерна высокая скорость биосинтеза – процесс завершается за 6 часов. Этот комплекс экспрессируется на поверхности практически всех клеток, кроме эритроцитов и клеток ворсинчатого трофобласта. Плотность МНС I класса достигает 7000 молекул на клетку, и они покрывают около 1% ее поверхности.

У человека МНС обозначили как HLA (аббр. от англ. Human Leukocyte Antigen), так как он ассоциирован с лейкоцитами.

В настоящее время у человека различают более 200 различных вариантов HLA I класса. Они кодируются генами, картированными в трех основных сублокусах 6-й хромосомы и наследуются и проявляются независимо: HLA-A, HLA-B, HLA-C. Локус А объединяет более 60 вариантов, В-130, а С- около 40.

Основная биологическая роль HLA I класса состоит в том, что они определяют биологическую индивидуальность («биологический паспорт») и являются маркерами «своего» для иммунокомпетентных клеток. Заражение клетки вирусом или мутация изменяют структуру HLA I класса.Содержащая чужеродные или модифицированные пептиды молекула МНС I класса имеет нетипичную для данного организма структуру и является сигналом для активации Т-киллеров (CD8 + - лимфоциты). Клетки, отличающиеся по I классу, уничтожаются как чужеродные.

В структуре и функции МНС II класса есть ряд принципиальных отличий. Во-первых , они имеют более сложное строение. Комплекс образован двумя нековалентно связанными полипептидными цепочками (альфа-цепь и бета-цепь), имеющими сходное доменное строение. Альфа-цепь имеет один глобулярный участок, а бета-цепь – два. Обе цепи как трансмембранные пептиды состоят из трех участков – внеклеточного, трансмембранного и цитоплазматического. Во-вторых , «щель Бьоркмана» в МНС II класса образована одновременно обеими цепочками. Она вмещает больший по размеру олигопептид (12-25 аминокислотных остатков), причем последний полностью «скрывается» внутри этой щели и в таком состоянии не обнаруживается специфическими антителами.В-третьих , МНС II класса включает в себя пептид, захваченный из внеклеточной среды путем эндоцитоза, а не синтезированный самой клеткой. В-четвертых , МНС II класса экспрессируется на поверхности ограниченного числа клеток: дендритных, В-лимфоцитах, Т-хелперах, активированных макрофагах, тучных, эпителиальных и эндотелиальных клетках. Обнаружение МНС II класса на нетипичных клетках расценивается в настоящее время как иммунопатология. Биосинтез МНС II класса протекает в эндоплазматическом ретикулуме, образующийся димерный комплекс затем встраивается в цитоплазматическую мембрану. До включения в него пептида комплекс стабилизируется шапероном (калнексином). МНС II класса экспрессируется на мембране клетки в течение часа после эндоцитоза антигена. У человека антиген гистосовместимости получил название HLA II класса. По имеющимся данным, человеческому организму свойственен чрезвычайно высокий полиморфизм HLA II класса, который в большей степени определяется особенностями строения бета-цепи. В состав комплекса входят продукты трех основных локусов: HLA DR, DQ, DP. При этом локус DR объединяет около 300 аллельных форм, DQ – около 400, а DP – около 500. Биологическая роль МНС II класса чрезвычайно велика. Фактически этот комплекс участвует в индукции приобретенного иммунного ответа. Фрагменты молекулы антигена экспрессируются на цитоплазматической мембране особой группы клеток, которая получила название антигенпрезентирующих клеток (АПК ). Это еще более узкий круг среди клеток, способных синтезировать МНС II класса. Наиболее активной АПК считается дендритная клетка, затем – В-лимфоцит и макрофаг. Структура МНС II класса с включенным в него пептидом в комплексе с ко-факторными молекулами CD-антигенов воспринимается и анализируется Т-хелперами (CD4+-лимфоциты). В случае принятия решения о чужеродности включенного в МНС II класса пептида Т-хелпер начинает синтез соответствующих иммуноцитокинов, и включается механизм специфического иммунного реагирования. В итоге активируется пролиферация и окончательная дифференцировка антигенспецифичных клонов лимфоцитов и формирование иммунной памяти. Помимо описанных выше антигенов гистосовместимости, идентифицирован III класс молекул МНС. Локус, содержащий кодирующие их гены, вклинивается между I и II классом и разделяет их. К МНС III класса относятся некоторые компоненты (С2, С4), белки теплового шока, факторы некроза опухоли и др.

Существуют следующие разновидности бактериальных антигенов: группоспецифические (встречаются у разных видов одного рода или семейства); видоспецифические (встречаются у различных представителей одного вида); типоспецифические (определяют серологические варианты – серовары).

В зависимости от локализации в бактериальной клетке различают:

1) жгутиковые Н-АГ, локализуются в жгутиках у бактерий, основа его белок флагеллин, термолабилен;

2) соматический О-АГ связан с клеточной стенкой бактерий. Его основу составляют ЛПС, по нему различают сероварианты бактерий одного вида. Он термостабилен, не разрушается при длительном кипячении, химически устойчив (выдерживает обработку формалином и этанолом);

3) капсульные К-АГ располагаются на поверхности клеточной стенки. По чувствительности к нагреванию различают 3 типа К-АГ: А, В, L. Наибольшая термостабильность характерна для типа А, тип В выдерживает нагревание до 60 0 С в течение 1 часа, тип L быстро разрушается при этой температуре. На поверхности возбудителя брюшного тифа и др.энтеробактерий, которые обладают высокой вирулентностью можно обнаружить особый вариант капсульного АГ –Vi-антиген;

4) антигенными свойствами обладают также бактериальные белковые токсины, ферменты и некоторые др. белки.

Антигены вирусов:

1) суперкапсидные АГ – поверхностные оболочечные;

2) белковые и гликопротеидные АГ;

3) капсидные – оболочечные;

4) нуклеопротеидные (сердцевидные) АГ.

9.5. Антитела и антителообразование: первичный и вторичный ответ. Оценка иммунного статуса: основные показатели и методы их определения».

Антитела – это гамма-глобулины, вырабатываемые в ответ на введение антигена, способные специфически связываться с антигеном и участвовать во многих иммунологических реакциях. Они состоят из полипептидных цепей: двух тяжелых (Н) цепей и двух легких (L). Тяжелые и легкие цепи связаны между собой попарно дисульфидными связями. Между тяжелыми цепями также есть дисульфидная связь, так называемый «шарнирный» участок, который ответствен за взаимодействие с первым компонентом комплемента С1 и активацию его по классическому пути. Легкие цепи бывают 2типов (каппа и лямбда), а тяжелые – 5типов (альфа, гамма, мю, эпсилон и дельта). Вторичная структура полипептидных цепей молекулы Ig обладает доменным строением. Это означает, что отдельные участки цепи свернуты в глобулы (домены). Выделяют С-домены- с постоянной структурой полипептидной цепи и V-домены (вариабельные с переменной структурой). Вариабельные домены легкой и тяжелой цепи совместно образуют участок, который специфически связывается с антигеном. Это антигенсвязывающий центр молекулы Ig, или паротоп. При ферментативном гидролизе Ig образуется три фрагмента. Два из них способны специфически связываться с антигеном и получили название Fab-фрагменты, связывающиеся с антигеном. Третий фрагмент, способный образовывать кристаллы, получил название Fc. Он ответствен за связывание с рецепторами на мембране клеток макроорганизма. В структуре молекул Ig обнаруживают дополнительные полипептидные цепи. Так, полимерные молекулы IgМ и IgА содержат J- пептид, который обеспечивает превращение полимерного Ig в секреторную форму. Молекулы секреторных Ig в отличие от сывороточных, обладают особым S- пептидом, называемым секреторным компонентом. Он обеспечивает перенос молекулы Ig через эпителиальную клетку в просвет органа и предохраняет ее в секрете слизистых от ферментативного расщепления. Рецепторный Ig, который локализуется на цитоплазматической мембране В-лимфоцитов, имеет дополнительный гидрофобный трансмембранный М-пептид.

Существует 5 классов иммуноглобулинов у человека:

1) иммуноглобулин класса G – это мономер, включающий в себя 4 субкласса (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), которые отличаются друг от друга по аминокислотному составу и антигенным свойствам, имеет 2 антигенсвязывающих центра. На долю его приходится 70-80% всех сывороточных Ig. Период полураспада 21 день. К основным свойствам IgG относятся: играют основополагающую роль в гуморальном иммунитете при инфекционных заболеваниях; проникает через плаценту и формирует антиинфекционный иммунитет у новорожденных; способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент, участвовать в реакции преципитации. Хорошо определяется в сыворотке крови на пике первичного и при вторичном иммунном ответе. IgG4 участвует в развитии аллергической реакции 1 типа.

2) иммуноглобулин класса М – пентамер, который имеет 10 антигенсвязывающих центров. Период полураспада 5 дней. На его долю приходится около 5-10% всех сывороточных Ig. Образуется в начале первичного иммунного ответа, также первым начинает синтезироваться в организме новорожденного – определяется уже на 20-й неделе внутриутробного развития. Свойства: не проникает через плаценту; появляется у плода и участвует в антиинфекционной защите; способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент; играют важную роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, активации фагоцитоза; образуются на ранних сроках инфекционного процесса; отличаются высокой активностью в реакциях агглютинации, лизиса и связывания эндотоксинов грамотрицательных бактерий.

3) иммуноглобулин класса А – существует в сывороточной и секреторной формах. На долю сывороточного Ig приходится 10-15%, мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра, период полураспада 6 дней. Секреторный Ig существует в полимерной форме. Содержатся в молоке, молозиве, слюне, слезном, бронхиальном, желудочно-кишечном секрете, желчи, моче; участвуют в местном иммунитете, препятствуют прикреплению бактерий к слизистой, нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и комплемент.

4) иммуноглобулин класса Е- мономеры, на долю которых приходится 0,002%. К этому классу относится основная масса аллергических антител – реагинов. Уровень IgЕ значительно повышается у людей, страдающих аллергией и зараженных гельминтами.

5) иммуноглобулин класса Д – это мономер, на долю которого приходится 0,2%. Плазматические клетки, секретирующие IgД локализуются преимущественно в миндалинах и аденоидной ткани. Участвует в развитии местного иммунитета, обладает антивирусной активностью, в редких случаях активирует комплемент, участвует в дифференцеровке В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа, участвует в аутоиммунных процессах.

Способность синтезировать АТ макроорганизм приобретает довольно рано. Уже на 13 неделе эмбрионального периода развития возникают В-лимфоциты, синтезирующие IgМ, а на 20 неделе этот Ig можно определить в сыворотке крови. Концентрация антител достигает максимума к периоду полового созревания и сохраняется на высоких цифрах в течение всего репродуктивного периода. В старческом возрасте содержание антител снижается. Повышение количества Ig наблюдается при инфекционных заболеваниях, аутоиммунных расстройствах, снижение его отмечено при некоторых опухолях и иммунодефицитных состояниях. Антителопродукция в ответ на антигенный стимул имеет характерную динамику. Выделяют латентную, логарифмическую, стационарную фазы и фазу снижения. В латентную фазу антителопродукция практически не изменяется и остается на базальном уровне. Во время логарифмической фазы наблюдается интенсивный прирост количества антиген-специфичных В-лимфоцитов и происходит нарастание титра АТ. В стационарной фазе количество специфических антител и синтезирующих их клеток достигает максимума и стабилизируется. В фазе снижения наблюдается постепенное уменьшение титров антител. При первичном контакте с антигеном развивается первичный иммунный ответ. Для него характерны длительная латентная (3-5 суток) и логарифмическая (7-15 суток) фазы. Первые диагностически значимые титры антител регистрируются на 10-14-е сутки от момента иммунизации. Стационарная фаза продолжается 15-30 суток, а фаза снижения – 1-6 месяцев. В итоге первичного иммунного реагирования формируются многочисленные клоны антигенспецифичных В-лимфоцитов: антителопродуцирующих клеток и В-лимфоцитов иммунологической памяти, а во внутренней среде макроорганизма в высоком титре накапливаются IgG и/или IgА (а также IgЕ). Со временем антительный ответ угасает. Повторный контакт иммунной системы с тем же антигеном ведет к формированию вторичного иммунного ответа . Для вторичного ответа характерна укороченная латентная фаза (от нескольких часов до 1-2 суток). Логарифмическая фаза отличается более интенсивной динамикой прироста и более высокими титрами специфических антител. При вторичном иммунном ответе организм сразу же, в подавляющем большинстве синтезирует IgG. Характерная динамика антителопродукции обусловлена подготовленностью иммунной системы к повторной встрече с антигеном за счет формирования иммунологической памяти.

Явление интенсивного антителообразования при повторном контакте с антигеном широко используется в практических целях, например при вакцинопрофилактике. Для создания и поддержания иммунитета на высоком защитном уровне схемы вакцинации предусматривают первичное введение антигена для формирования иммунологической памяти и последующие ревакцинации через различные интервалы времени.

Этот же феномен используют при получении высокоактивных лечебных и диагностических иммунных сывороток (гипериммунных). Для этого животным или донорам производят многократные введения препаратов антигена по специальной схеме.

Иммунный статус – это структурное и функциональное состояние иммунной системы индивидуума, определяемое комплексом клинических и лабораторных иммунологических показателей.

На иммунный статус оказывают влияние следующие факторы: 1) климато-географические (температура, влажность, солнечная радиация, длина светового дня); 2) социальные (питание, жилищно-бытовые условия, профессиональные вредности); 3) экологические (загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами, применение пестицидов в сельском хозяйстве); 4) влияние диагностических и лечебных манипуляций, лекарственная терапия; 5) стресс.

Иммунный статус можно определить путем постановки комплекса лабораторных тестов, включающих оценку состояния факторов неспецифической резистентности, гуморального (В) и клеточного (Т) иммунитета. Оценка иммунного статуса проводится в клинике при трансплантации органов и тканей, аутоиммунных заболеваниях, аллергиях, для контроля эффективности лечения болезней, связанных с нарушением иммунной системы. Оценка иммунного статуса чаще всего базируется на определении следующих показателей:

1) общего клинического обследования (жалобы больного, профессия, осмотр);

2) состояния факторов естественной резистентности (определяют фагоцитоз, комплемент, интерфероновый статус, колонизационную резистентность);

3) гуморального иммунитета (определение иммуноглобулинов класса G, М, А, Д, Е в сыворотке крови);

4) клеточного иммунитета (оценивается по количеству Т-лимфоцитов – реакция розеткообразования, определение соотношения хелперов и супрессоров Т4 и Т8 лимфоцитов, которое в норме составляет примерно 2);

5) дополнительных тестов (определение бактерицидности сыворотки крови, титрование С3, С4 компонентов комплемента, определение содержания С-реактивного белка в сыворотке крови, определение ревматоидных факторов.

Антигены вирусов:

1) суперкапсидные антигены – поверхностные оболочечные;

2) белковые и гликопротеидные антигены;

3) капсидные – оболочечные;

4) нуклеопротеидные (сердцевинные) антигены.

Все вирусные антигены Т-зависимые.

Под специфичностью вирусного антигена подразумевают его способность избирательно реагировать с антителами или сенсибилизированными лимфоцитами, являющимися ответом на введение данного антигена.

Вирионные белки разных вирусов различаются типоспецифичностью и вариабельностью . Одни из них обладают высокой вариабельностью, другие характеризуются консервативностью.

26.Основные клетки иммунной системы: антигенопредставляющие клетки (АПК), Т- и В-лимфоциты, их субпопуляции (Т-хелперы 1, 2(CD4+); Т-киллеры (CD8+), В1(CD5+),В2(CD5-), В-киллеры, клетки иммунологической памяти и др.). Рецепторы (антигеноспецифические, Fc-, С3- и др.) и СD-маркеры.

К клеткам иммунной системы относят лимфоциты, макрофаги и другие антиген- представляющие клетки (А- клетки, от англ. accessory- вспомогательный), а также так называемую третью популяцию клеток (т.е. клеток, не имеющих основных поверхностных маркеров Т- и В- лимфоцитов, А- клеток).

По функциональным свойствам все иммунокомпетентные клетки разделяют на эффекторные и регуляторные. Взаимодействие клеток в иммунном ответе осуществляется с помощью гуморальных медиаторов - цитокинов . Основные клетки иммунной системы- Т- и В- лимфоциты.

Лимфоциты.

Лимфоциты имеют общую морфологическую характеристику, однако их функции, поверхностные CD (от claster differenciation) маркеры, индивидуальное (клональное) происхождение, различны.

По наличию поверхностных CD маркеров лимфоциты разделяют на функционально различные популяции и субпопуляции, прежде всего на Т- (тимусзависимые , прошедшие первичную дифференцировку в тимусе) лимфоциты и В - (bursa- зависимые, прошедшие созревание в сумке Фабрициуса у птиц или его аналогах у млекопитающих) лимфоциты.

Т- лимфоциты .

Т- лимфоциты распознают процессированный и представленный на поверхности антиген- представляющих (А) клеток антиген. Они отвечают за клеточный иммунитет , иммунные реакции клеточного типа. Отдельные субпопуляции помогают В- лимфоцитам реагировать на Т- зависимые антигены выработкой антител.

При дифференцировке Т- лимфоциты приобретают определенный набор мембранных CD- маркеров. Т-клетки разделяют на субпопуляции в соответствии с их функцией и профилем CD- маркеров.

Выделяют три основные группы Т- лимфоцитов- помощники (активаторы), эффекторы, регуляторы .

Первая группа- помощники ( активаторы ) , в состав которых входят Т- хелперы1, Т- хелперы2, индукторы Т- хелперов, индукторы Т- супрессоров.

1. Т- хелперы1 несут рецепторы CD4 (как и Т- хелперы2) и CD44, отвечают за созревание Т- цитотоксических лимфоцитов (Т- киллеров), активируют Т- хелперы2 и цитотоксическую функцию макрофагов, секретируют ИЛ-2, ИЛ-3 и другие цитокины.

2. Т- хелперы2 имеют общий для хелперов CD4 и специфический CD28 рецепторы, обеспечивают пролиферацию и дифференцировку В- лимфоцитов в антителпродуцирующие (плазматические) клетки, синтез антител, тормозят функцию Т- хелперов1, секретируют ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-6.

3. Индукторы Т- хелперов несут CD29, отвечают за экспрессию антигенов HLA класса 2 на макрофагах и других А- клетках.

4. Индукторы Т- супрессоров несут CD45 специфический рецептор, отвечают за секрецию ИЛ-1 макрофагами, активацию дифференцировки предшественников Т- супрессоров.

Вторая группа- Т- эффекторы.

5. Т- цитотоксические лимфоциты (Т- киллеры). Имеют специфический рецептор CD8, лизируют клетки- мишени, несущие чужеродные антигены или измененные аутоантигены (трансплантант, опухоль, вирус и др.). ЦТЛ распознают чужеродный эпитоп вирусного или опухолевого антигена в комплексе с молекулой класса 1 HLA в плазматической мембране клетки- мишени.

Третья группа- Т-клетки- регуляторы. Представлена двумя основными субпопуляциями.

6. Т- супрессоры имеют важное значение в регуляции иммунитета, обеспечивая подавление функций Т- хелперов 1 и 2, В- лимфоцитов. Имеют рецепторы CD11, CD8. Группа функционально разнородна. Их активация происходит в результате непосредственной стимуляции антигеном без существенного участия главной системы гистосовместимости.

7. Т- контсупрессоры. Не имеют CD4, CD8, имеют рецептор к особому лейкину. Способствуют подавлению функций Т- супрессоров, вырабатывают резистентность Т- хелперов к эффекту Т- супрессоров.

В- лимфоциты.

Существует несколько подтипов В- лимфоцитов. Основная функция В- клеток- эффекторное участие в гуморальных иммунных реакциях, дифференциация в результате антигенной стимуляции в плазматические клетки, продуцирующие антитела. Образование В- клеток у плода происходит в печени, в дальнейшем- в костном мозге. Процесс созревания В- клеток осуществляется в две стадии- антиген - независимую и антиген - зависимую.

Антиген -независимая фаза. В- лимфоцит в процессе созревания проходит стадию пре- В- лимфоцита- активно пролиферирующей клетки, имеющей цитоплазменные H- цепи типа C мю (т.е. IgM). Следующая стадия- незрелый В- лимфоцит характеризуется появлением мембранного (рецепторного) IgM на поверхности. Конечная стадия антигеннезависимой дифференцировки- образование зрелого В- лимфоцита , который может иметь два мембранных рецептора с одинаковой антигенной специфичностью (изотипа) - IgM и IgG. Зрелые В- лимфоциты покидают костный мозг и заселяют селезенку, лимфоузлы и другие скопления лимфоидной ткани, где их развитие задерживается до встречи со “своим” антигеном, т.е. до осуществления антиген- зависимой дифференцировки.

Антиген- зависимая дифференцировка включает активацию, пролиферацию и дифференцировку В- клеток в плазматические клетки и В- клетки памяти. Активация осуществляется различными путями, что зависит от свойств антигенов и участия других клеток (макрофагов, Т- хелперов). Большинство антигенов, индуцирующих синтез антител, для индукции иммунного ответа требуют участия Т- клеток- тимус- зависимые пнтигены. Тимус- независимые антигены (ЛПС, высокомолекулярные синтетические полимеры) способны стимулировать синтез антител без помощи Т- лимфоцитов.

В- лимфоцит с помощью своих иммуноглобулиновых рецепторов распознает и связывает антиген. Одновременно с В- клеткой антиген по представлению макрофага распознается Т- хелпером (Т- хелпером 2), который активируется и начинает синтезировать факторы роста и дифференцировки. Активированный этими факторами В- лимфоцит претерпевает ряд делений и одновременно дифференцируется в плазматические клетки, продуцирующие антитела.

Пути активации В- клеток и кооперации клеток в иммунном ответе на различные антигены и с участием популяций имеющих и не имеющих антиген Lyb5 популяций В- клеток отличаются. Активация В- лимфоцитов может осуществляться:

Т- зависимым антигеном при участии белков МНС класса 2 Т- хелпера;

Т- независимым антигеном, имеющим в составе митогенные компоненты;

Поликлональным активатором (ЛПС);

Анти- мю иммуноглобулинами;

Т- независимым антигеном, не имеющим митогенного компонента.

Кооперация клеток в иммунном ответе.

В формировании иммунного ответа включаются все звенья иммунной системы- системы макрофагов, Т- и В- лимфоцитов, комплемента, интерферонов и главная система гистосовместимости.

В кратком виде можно выделить следующие этапы.

1. Поглощение и процессинг антигена макрофагом.

2. Представление процессированного антигена макрофагом с помощью белка главной системы гистосовместимости класса 2 Т- хелперам.

3. Узнавание антигена Т- хелперами и их активация.

4. Узнавание антигена и активация В- лимфоцитов.

5. Дифференциация В- лимфоцитов в плазматические клетки, синтез антител.

6. Взаимодействие антител с антигеном, активация систем комплемента и макрофагов, интерферонов.

7. Представление при участии белков МНС класса 1 чужеродных антигенов Т- киллерам, разрушение инфицированных чужеродными антигенами клеток Т- киллерами.

8. Индукция Т- и В- клеток иммунной памяти, способных специфически распознавать антиген и участвовать во вторичном иммунном ответе (антигенстимулированные лимфоциты).

Антитела, классы иммуноглобулинов, структурные и функциональные особенности. Активные центры иммуноглобулинов, их функция. Неполные антитела, аутоантитела, лизины, опсонины, агглютинины, преципитины, антитоксины и др.

В ответ на введение антигена иммунная систе­ма вырабатывает антитела - белки, способные специфически со­единяться с антигеном, вызвавшим их образование, и таким образом участвовать в иммунологических реакциях. Относятся ан­титела к γ-глобулинам. В организме γ-глобулины вырабатываются особыми клетками - плазмоцитами. γ-глобулины, несущие функции антител, получили название иммуноглобули­нов и обозначаются символом Ig. Следовательно, антитела - это иммуноглобулины , вырабатываемые в ответ на введение анти­гена и способные специфически взаимодействовать с этим же антигеном.

Функции. Первичная функция состоит во взаимодействии их активных центров с комплементарными им де­терминантами антигенов. Вторичная функция состоит в их способности:

Связывать антиген с целью его нейтрализации и элиминации из организма, т. е. принимать участие в формировании защи­ты от антигена;

Участвовать в распознавании «чужого» антигена;

Обеспечивать кооперацию иммунокомпетентных клеток (мак­рофагов, Т- и В-лимфоцитов);

Участвовать в различных формах иммунного ответа (фагоци­тоз, киллерная функция, ГНТ, ГЗТ, иммунологическая то­лерантность, иммунологическая память).

Структура антител. Белки иммуноглобулинов по химическому составу относятся к гликопротеидам, так как состоят из проте­ина и сахаров. Иммуноглобулины по структуре, антигенным и иммунобио­логическим свойствам разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD.

Иммуноглобулин класса G . Изотип G состав­ляет основную массу Ig сыворотки крови. Легко проходит через плацентарный барь­ер и обеспечивает гуморальный иммунитет новорожденного в первые 3-4 месяца жизни. Способен также выделяться в секрет слизис­тых, в том числе в молоко путем диффузии.

IgG обеспечивает нейтрализацию, опсонизацию и маркирование антигена, осуществля­ет запуск комплемент-опосредованного цито­лиза и антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.

Иммуноглобулин класса М. Наиболее круп­ная молекула из всех Ig.

Синтезируется предшест­венниками и зрелыми В-лимфоцитами. Образуется в начале первичного иммунного ответа, также первым начинает синтезиро­ваться в организме новорожденного - опре­деляется уже на 20-й неделе внутриутробного развития. IgM обеспечивает нейтрализацию, опсонизацию и маркирование антигена, осуществля­ет запуск комплемент-опосредованного цито­лиза и антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.

Иммуноглобулин класса А. Существует в сы­вороточной и секреторной формах. Около 60 % всех IgA содержится в секретах слизистых.

Секреторная форма IgA- основной фак­тор специфического гуморального местного иммунитета слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы и респираторного тракта. Он препятс­твует адгезии микробов на эпителиальных клетках и генерализации инфекции в преде­лах слизистых.

Иммуноглобулин класса Е. Называют так­же реагином. Содержание в сыворотке крови крайне невысоко - примерно 0,00025 г/л. Не связывает комплемент. Не проходит че­рез плацентарный барьер. Обладает выражен­ной цитофильностью - тропностью к тучным клеткам и базофилам. Участвует в развитии гиперчувствительности немедленного типа - реакция I типа.

Различают полные, или преципитирующие, антитела , которые при взаимодействии с антигеном дают видимые иммунологические реакции (агглютинации, преципитации и др.), и неполные, непреципитирующие, или блокирующие антитела, не дающие видимых реакций при соединении с антигеном.

По характеру действия на микроорганизмы антитела могут быть антимикробные, антитоксические, антиклеточные. Антимикробные антитела могут склеивать микробы - агглютинины , осаждать белковые молекулы или частички микробов - преципитины, растворять бактерии - лизины , убивать бактерии без заметного изменения их формы - бактерицидные антитела. Антитела, усиливающие фагоцитоз, называют опсонинами , или бактериотропинами. Существуют также вирус-нейтрализующие антитела и иммобилизующие антитела, обездвиживающие спирохет. Антитоксические антитела обезвреживают экзотоксины бактерий. Антиклеточные антитела дифференцируют на гемагглютинины (склеивают эритроциты), гемолизины (растворяют, лизируют эритроциты) и цитотоксины (умерщвляют клетки животных). Аутоантитела вырабатываются организмом против собственных белков и клеток тканей и органов при изменении химической структуры последних или при освобождении антигенов из разрушившихся органов и тканей. 

Преципитинами называются антитела, вызывающие при контакте со специфическим антигеном образование мелкого осадка (преципитат).

Защитная роль антител в приобретенном иммунитете: участие антител в реакциях гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ), комплементзависимый цитолиз, иммунный фагоцитоз, антителозависимая клеточная цитотоксичность и др.

Реакции гиперчувствительности могут быть классифицирова­ны на основе иммунологических механизмов, их вызывающих.

При реакциях гиперчувствительности I типа иммунный ответ сопровождается высвобождением вазоактивных и спазмогенных веществ, которые действуют на сосуды и гладкие мышцы, нару­шая таким образом их функции.

При реакциях гиперчувствительности II типа гуморальные ан­титела непосредственно участвуют в повреждении клеток, делая их восприимчивыми к фагоцитозу или лизису.

При реакциях гиперчувствительности III типа (иммунокомплексных болезнях) гуморальные антитела связывают антигены и активируют комплемент . Фракции комплемента затем привлека­ют нейтрофилы, которые вызывают повреждение ткани.

При реакциях гиперчувствительности IV типа возникает по­вреждение ткани, причиной которого является патогенный эф­фект сенсибилизированных лимфоцитов.

При реакциях гиперчувствительности II типа в организме по­являются антитела, которые направлены против антигенов, рас­положенных на поверхности клеток или других компонентов тканей. Антигенные детерминанты могут быть связаны с клеточ­ной мембраной или представляют собой экзогенный антиген, ад­сорбированный на поверхности клеток. В любом случае реакция гиперчувствительности возникает как следствие связывания ан­тител с нормальными или поврежденными антигенами на по­верхности клетки. Описаны три антителозависимых механизма развития реакции этого типа.

Комплементзависимые реакции . Существует два механизма, с помощью которых антитело и комплемент могут вызывать реакции гиперчувствительности IIтипа: прямой лизис и опсонизация . В первом случае антитело (IgM или IgG) реагиру­ет с антигеном на поверхности клетки, вызывая активацию сис­темы комплемента и приводя в действие мембраноатакующий комплекс, который нарушает целостность мембраны, "продыря­вливая" липидный слой.

Во втором случае клетки сенсибилизи­рованы к фагоцитозу посредством фиксации антитела или СЗ - фрагмента комплемента к поверхности клетки (опсонизация). При этом варианте реакции гиперчувствительности II типа чаще всего затрагиваются клетки крови (эритроциты, лейкоциты и тромбоциты), но антитела могут быть направлены также против внеклеточных структур, например против гломерулярной базальной мембраны.

Антителоопосредованная клеточная дисфункция . В некото­рых случаях антитела, направленные против рецепторов на поверхности клеток, нарушают их функционирование, не вызывая повреждения клеток или развития воспаления. Например, при миастении антитела вступают в реакцию с ацетилхолиновыми рецепторами в двигательных концевых пластинках скелетных мышц, нарушая нервно-мышечную передачу и вызывая таким образом мышечную слабость. Наоборот, при антителоопосредованной стимуляции функций клетки развивается базедова болезнь. При этом заболевании антитела против рецепторов тиреотропного гормона на эпителиальных клетках щитовидной железы стимулируют клетки, что приводит к гипертиреозу. Этот же механизм лежит в основе реакций инактивации и нейтрализации.

У вируса гриппа описаны 2 антигенных комплекса:

· S-антиген (растворимый, от лат. solution – растворять) представлен белками нуклеокапсида, является типоспецифическим, отличается стабильностью, неинфекционен (белок NР способен связывать комплемент, поэтому выявляется в РСК).

· V-антиген (от лат. viral – вирусный) – штаммоспецифический, состоит из гемагглютинина и нейраминидазы, располагается на шипиках, определяет вирулентность (выявляется в РТГА).

Изменчивость вирусов гриппа .

Внутренние структуры вируса экранизированы от действия внешней среды и не изменяются. Изменчивость присуща антигенам суперкапсида, причем гемагглютинины и нейраминидаза изменяются независимо друг от друга благодаря 2 генетическим механизмам – дрейфу и шифту.

Антигенный дрейф (от англ. drift – медленное течение) вызывает незначительные изменения, обусловленные точечной мутацией в большей степени в структуре гемагглютинина. Это приводит к развитию штаммовых различий, которые не выходят за пределы подтипа. В результате антигенного дрейфа могут возникать эпидемии (частота – через каждые 1-3 года).

Шифт (от англ. shift –скачок) – это полная замена гена, которая приводит к появлению нового антигенного варианта вируса. Полагают, что шифт – это результат генетической рекомбинации, т.е. обмена генетической информации между вирусами человека и животных, попавших в одну клетку, который приводит к смене подтипа Н или N (а иногда – обоих). Такая изменчивость может привести к появлению новых вариантов вирусов, способных вызывать пандемию (частота – каждые 10-20-40 лет).

Вирусы гриппа В и С лишены шифтовой изменчивости, поэтому вирус гриппа В вызывает эпидемии , а вирус гриппа С – спорадические заболевания или небольшие вспышки.

Особенности репродукция вируса .

1. Адсорбция на рецепторах чувствительных клеток, содержащих сиаловую кислоту, с помощью гемагглютининов.

2. Проникновение в клетку путем рецепторного эндоцитоза с последующим слиянием мембран вируса со стенкой клеточной вакуоли и образованием эндосомы.

3. Депротеинизация: вирус освобождается сначала от суперкапсида, затем – и от капсидных белков.

4. Эклипс-фаза (репликация НК и синтез вирусных белков): вирусная РНК проникает в цитоплазму клетки, затем – в ядро, где имеется продукт, необходимый для транскрипции и трансляции. Здесь синтезируется РНК. Капсидные белки NP, P1, Р2, P3 и М синтезируются в цитоплазме на рибосомах.

5. Сборка нуклеокапсида происходит в цитоплазме клетки (РНК и вирусные белки узнают друг друга и самособираются).

6. Выход из клетки осуществляется путем почкования или взрыва (лизиса), при этом из цитоплазматической мембраны клетки образуется суперкапсид.

34-35. Особенности патогенеза и иммунитета при гриппе. Лабораторная диагностика, эпидемиология, специфическая профилактика и терапия. Химиопрофилактика гриппа.

Парамиксовирусы. Вирус парагриппа. Вирус кори, паротита, респираторно – синцитиальный вирус. Их свойства. Лабораторная диагностика. Иммунитет. Специфическая профилактика.

Грипп - острое респираторное заболевание, характеризующееся поражением слизистых оболочек верхних дыхательных путей, лихорадкой, симптомами общей интоксикации, нарушением деятельности сердечно-сосудистой и нервной систем. Грипп отличается склонностью к эпидемическому и пандемическому распространению благодаря высокой контагиозности и изменчивости возбудителя.

В 1933 г. У. Смит, К. Эндрюс и П. Лейдлоу от больных гриппом выделили вирус, названный впоследствии вирусом гриппа типа А. В 1940 г. были открыты вирусы гриппа типа В, а в

1947 г. - типа С. В России первые вирусы гриппа были выделены в 1936 г. А. А. Смородинцевым и отнесены к типу А.

Таксономия , классификация. РНК-содержащие вирусы относятся к семейству Orthomyxoviridae (от греч. orthos - правильный, туха - слизь). Семейство включает два рода: род Influenzavirus объединяет вирусы гриппа типов А и В, род Influenza С представлен вирусом гриппа типа С.

Морфология и химический состав . Вирионы имеют сферическую форму диаметром 80-120 нм (рис. 11.2, а), реже палочковидную и нитевидную; состоят из сердцевины и наружной ли-попротеидной оболочки. Сердцевина содержит однонитчатую линейную фрагментированную минус-нитевую РНК, белковый капсид, окруженный дополнительной мембраной - слоем мат-риксного белка. Нуклеокапсид имеет спиральный тип симметрии. На поверхности суперкапсидной оболочки имеются шипы гли-копротеидной природы, одни из которых являются гемагглюти-нином, другие - нейраминидазой (рис. 11.2, б).

Культивирование. Для культивирования используют куриные эмбрионы, культуры клеток, иногда лабораторных животных.

Антигенная структура . Вирусы гриппа имеют внутренние и поверхностные антигены. Внутренние сердцевидные антигены являются типоспецифическими, на основании чего вирусы гриппа подразделяются на типы А, В и С, поверхностные представлены гемагтлютинином (Н) и нейраминидазой (N). Н - основной специфический антиген, вызывающий образование вирус-нейтрализующих антител и обеспечивающий адсорбцию вируса на клетках, в том числе эритроцитах человека или животных, в результате чего происходит их склеивание (гемагглютинации). N вызывает образование антител, частично нейтрализующих вирусы; являясь ферментом, N участвует в освобождении вирусов из клетки.

Характерной особенностью вирусов гриппа, в основном типа А, является изменчивость антигенов Н и N. Известны три разновидности Н и две разновидности N. В зависимости от их сочетания выделяют три подтипа вируса гриппа А человека: H1N1, H2N2, H3N2, соответственно Al, А2, A3. Внутри подтипов имеется множество антигенных вариантов, отличающихся по структуре Н- и N-антигенов.

Изменчивость поверхностных антигенов связана с фрагментарным строением РНК вируса и может происходить в виде дрейфа и шифта. Дрейф - постоянно осуществляющиеся незначительные изменения Н- и N-антигенов в результате точечных мутаций, приводящие к возникновению новых антигенных вариантов вируса. Шифт (скачок) - редко встречающиеся значительные изменения Н- и N-антигенов в результате рекомбинаций, приводящие к появлению новых подтипов вируса.

По сравнению с вирусами гриппа типа А антигенная структура вирусов гриппа типа В изменяется только по типу дрейфа, а тип С не имеет N-антигена и мало изменчив.

Резистентность . В воздухе вирусы гриппа могут сохранять инфекционные свойства при комнатной температуре в течение нескольких часов; чем выше температура и относительная влажность воздуха, тем быстрее инактивируются вирусы. Возбудители гриппа чувствительны к действию УФ-лучей, многим дезинфицирующим средствам (формалину, этиловому спирту, фенолу, хлорамину), жирорастворителям; в жидкой среде инактивируются при температуре 50-60 °С в течение нескольких минут. Длительное время сохраняются в замороженном состоянии и в глицерине.

Восприимчивость животных . В естественных условиях вирусы гриппа типа А поражают как человека, так и животных; вирусы типов В и С - только человека. Среди лабораторных животных к вирусам гриппа чувствительны африканские хорьки, сирийские хомяки, белые мыши. Заболевание характеризуется поражением легких и нередко заканчивается гибелью животных.

Эпидемиология. Из всех острых респираторных вирусных инфекций грипп является наиболее массовым и тяжелым заболеванием. Пандемии и эпидемии гриппа охватывают до 30-50 % населения земного шара и более, нанося огромный ущерб здоровью людей и экономике стран. Так, пандемия гриппа «испанки», вызванная вирусом A (H1N1) в 1918-1920 гг., охватила около 1,5 млрд человек и унесла более 20 млн жизней. Восприимчивость людей к гриппу высокая. Болеют все возрастное группы населения, преимущественно в зимнее время года.

Возникновение пандемий и крупных эпидемий обычно связано с появлением нового подтипа вируса гриппа А. Ежегодные эпидемические вспышки вызываются новыми антигенными вариантами одного подтипа. В последние годы эпидемии гриппа связаны с вирусом гриппа A (H3N2), хотя среди населения продолжают циркулировать вирусы гриппа A (H1N1) и В.

Источником гриппозной инфекции является больной человек с клинически выраженной или бессимптомной формой. Путь передачи - воздушно-капельный (при разговоре, кашле, чиханье).

Патогенез и клиническая картина . Вирусы гриппа внедряются и репродуцируются в эпителиальных клетках слизистой оболочки верхних дыхательных путей, откуда проникают в кровь и разносятся по всему организму. Продукты распада поврежденных клеток и некоторые вирусные белки оказывают токсическое действие на различные органы и системы организма.

Инкубационный период короткий - от нескольких часов до 1-2 сут. Для гриппа характерны острое начало, высокая температура тела, общая интоксикация, выражающаяся в недомогании, головной боли, боли в глазных яблоках, поражение дыхательных путей различной степени тяжести. Лихорадочное состояние при гриппе без осложнений продолжается не более 5-6 дней. Тяжесть и исход болезни нередко связаны с осложнениями, вызванными самим вирусом гриппа (гриппозная пневмония, острый отек легких) или условно-патогенными бактериями. Развитию осложнений способствует угнетающее действие вирусов гриппа на процессы кроветворения и иммунную систему организма.

Иммунитет. После перенесенного заболевания формируется стойкий типо-, подтипо- и вариантоспецифический иммунитет, который обеспечивается клеточными и гуморальными факторами защиты. Большое значение имеют антитела класса IgA. Пассивный естественный иммунитет сохраняется у детей до 8-11 мес жизни.

Лабораторная диагностика . Материалом для обнаружения вируса или вирусного антигена служат мазки-отпечатки со слизистой оболочки носовой полости, отделяемое носоглотки, при летальных исходах - кусочки легочной ткани или мозга. Экспресс-диагностика основана на выявлении вирусного антигена с помощью РИФ; разработана тест-система для ИФА. Для выделения вирусов используют куриные эмбрионы. Индикацию вирусов гриппа осуществляют при постановке реакции гемагглютинации. Идентифицируют выделенные вирусы поэтапно: типовую принадлежность определяют с помощью РСК, подтип - РТГА. Серодиагностику проводят с помощью РСК, РТГА, РН в культуре клеток, реакции преципитации в геле, ИФА.

Специфическая профилактика и лечение . Для специфической профилактики используют живые и инактивированные вакцины из вирусов гриппа A (H1N1), A (H3N2) и В, культивируемых в куриных эмбрионах. Существует три типа инактивированных вакцин: вирионные (корпускулярные); расщепленные, в которых структурные компоненты вириона разъединены с помощью детергентов; субъединичные, содержащие только гемагглютинин и нейраминидазу. Вакцину из трех вирусов гриппа вводят интра-назально в одной прививочной дозе по специальной схеме. Вакцинация показана определенным контингентам, имеющим высокий риск заражения.

Проходит испытания культуральная инактивированная вакцина. Ведутся разработки по созданию гриппозных вакцин нового поколения: синтетических, генно-инженерных. К сожалению, в отдельные годы отмечается довольно низкая эффективность вакцинации вследствие высокой изменчивости вирусов гриппа.

Для лечения, а также экстренной профилактики гриппа применяют химиотерапевтические противовирусные препараты (ремантадин, виразол, арбидол и др.), препараты интерферона и иммуномодуляторы (дибазол, левамизол и др.). При тяжелом течении гриппа, особенно у детей, показано применение донорского противогриппозного иммуноглобулина, а также препаратов, являющихся ингибиторами клеточных протеаз: гордокса, контрикала, аминокапроновой кислоты.