Виды иммунитета

Антигены – любые вещества, чаще белки или гликопротеиды, которые, попадая в организм, вызывают образование специфических антител и/или Т-клеточных рецепторов
Антитела – белковые молекулы, иммуноглобулины, которые образуются В-лимфоцитами и плазмоцитами и специфично взаимодействуют с антигенами

Рецепторы – макромолекулы на клетках, специфически связывающие различные биологически активные вещества (лиганды)
Цитокины – медиаторы межклеточных взаимодействий, обеспечивающие взаимосвязь клеток внутри системы иммунитета и с другими системами макроорганизма

Иммунитет – эволюционно обусловленная совокупность реакций взаимодействия между системой иммунитета и биологически активными агентами (антигенами)
Эти реакции направлены на сохранение гомеостаза и результатом их могут быть различные феномены и реакции иммунитета

Полезные феномены:
Противоинфекционный иммунитет –невосприимчивость организма к конкретным инфекционным агентам возбудителям заболеваний (микробам, вирусам)
Толерантность – терпимость, неотвечаемость системы иммунитета на эндогенные или экзогенные антигены

Патологические феномены:
Гиперчувствительность – повышенная реакция СИ на антигены-аллергены – приводит к развитию двух видов патологии: аллергии и аутоиммунных процессов
Анергия, т.е. отсутствие реакции на антигены (вариант толерантности), обусловлена недостаточностью различных видов иммунитета
Основой всех реакций иммунитета является иммунологическая память: клетки системы иммунитета "помнят" о тех чужеродных веществах, с которыми они встречались и на которые реагировали

Виды иммунитета
Видовой иммунитет (конституциональный, наследственный) – вариант неспецифической резистентности организма, генетически обусловленный особенностями обмена веществ данного вида, не является истинным иммунитетом, так как не осуществляется системой иммунитета

Естественный врожденный иммунитет (неспецифические естественные факторы иммунитета):
Гуморальные факторы:
система комплемента, С-реактивный белок, фермент лизоцим, интерфероны, цитокины и др.
естественные, предсуществующие антитела, исходно имеются в организме в небольшом количестве против многих бактерий и вирусов
Клеточные факторы:
фагоциты (моноциты, макрофаги, полиморфноядерные лейкоциты), которые проявляют свою активность во всех тканях, полостях, могут выходить на поверхность слизистых оболочек и там выполнять защитную функцию

Приобретенный (адаптивный) иммунитет возникает в течение жизни каждого индивида, может быть противоинфекционный и неинфекционный
Противоинфекционный: антимикробный (стерильный, нестерильный), антивирусный, антитоксический, антипротозойный
Естественный активный иммунитет появляется в результате контакта с возбудителем (после перенесенного заболевания или после скрытого контакта без проявления симптомов болезни)
Естественный пассивный иммунитет возникает в результате передачи от матери к плоду через плаценту (трансплацентарный) или с молоком готовых защитных факторов – лимфоцитов, антител, цитокинов и т.п.

Искусственный активный иммунитет возникает после введения в организм вакцин и анатоксинов, которые содержат микроорганизмы или их субстанции – антигены
Искусственный пассивный иммунитет создается после введения в организм готовых антител или иммунных клеток

Виды неинфекционного иммунитета:
Трансплантационный иммунитет возникает при пересадке органов и тканей от донора к реципиенту, в случаях переливания крови и иммунизации лейкоцитами. Эти реакции связаны с наличием индивидуальных наборов молекул на поверхности лейкоцитов – человеческих лейкоцитарных антигенов – HLA. Набор этих молекул идентичен только у однояйцовых близнецов

Репродуктивный иммунитет в системе "мать-плод". Это совокупность реакций матери на антигены плода, так как он отличается по ним за счет продуктов генов, полученных от отца
Толерантность матери поддерживается за счет местной системы иммунитета плаценты, которая формирует иммуносупрессивные факторы

Выживаемость плода обеспечивают:
особая организация тканей между матерью и плодом (трофобласт и др.)
защитное влияние АТ против АГ плода
блокирующее действие комплексов АГ-АТ
супрессивное влияние на клетки СИ плацентарных белков и гормонов, возникших при беременности
супрессивное действие лимфоцитов плода
блокирующие АТ у беременных против HLA-DR-антигенов

Противоопухолевый иммунитет направлен против антигенов опухолевых клеток и включает:
1. естественный неспецифический иммунитет
естественные киллеры
активированные макрофаги и гранулоциты
ФНОα, γ-интерферон
тромбоциты (медиаторы и цитотоксин)

приобретенный специфический противоопухолевый иммунитет
лизис комплементом опухолевых клеток, покрытых антителами (в основном в крови)
лизис лейкоцитами опухолевых клеток, покрытых антителами (антителозависимая цитотоксичность), а также их фагоцитоз
Лизис специфичными Т-клетками-киллерами
антипролиферативное действие специфичных В-лимфоцитов

Факторы неэффективности противоопухолевого иммунитета
скорость размножения опухолевых клеток выше, чем формирование эффекторов иммунитета
лейкоциты, связавшие противоопухолевые антитела, взаимодействуют не с мембранами опухолевых клеток, а с растворимыми опухолевыми антигенами

Опухоль выделяет цитокины, подавляющие иммунный ответ, экспрессию HLA молекул, блокирующие активность цитотоксических лимфоцитов
постоянно секретируeт толерогенные дозы антигенов
экспрессируeт молекулы, индуцирующие апоптоз лимфоцитов
связывает иммуноглобулины антитела через Fc-рецепторы

Аутоиммунитет («аутоаллергия») – реакции системы иммунитета на собственные антигены (белки, липопротеиды, гликопротеиды).
Это обусловлено нарушением распознавания «своих» молекул, когда они воспринимаются системой иммунитета как «чужие» и разрушаются

Система иммунитета (СИ) – совокупность молекул, клеток, тканей и органов, осуществляющих иммунные реакции
Лимфоидная система включает Т- и В-лимфоциты, которые образуют специфические факторы иммунитета (антитела и Т-клеточные рецепторы к антигену)
Система естественных киллерных клеток (ЕКК)
Система антигенпредставляющих клеток (АПК) включает дендритные клетки, клетки Лангерганса, интердигитирующие клетки и др.

Система гранулоцитов объединяет нейтрофильные лейкоциты, базофильные лейкоциты/тучные клетки, эозинофильные лейкоциты
Система мононуклеарных фагоцитов (моноциты, макрофаги тканей и органов)
Гуморальные факторы неспецифического естественного иммунитета: лизоцим, С-реактивный белок (СРБ), интерфероны, фибронектин, β-лизины, лектины и др.
Система комплемента
Система тромбоцитов

К центральным органам системы иммунитета относятся красный костный мозг и тимус
К периферическим – циркулирующие лимфоциты крови, лимфатические узлы, селезенка, миндалины, лимфоидная ткань кишечника (пейеровы бляшки, солитарные фолликулы, лимфоидные образования аппендикса и др.), бронхоассоциированная лимфоидная ткань (в области бифуркации трахеи), лимфоидные образования кожи, печени

Цитокины и интерлейкины
Дифференцировка и взаимодействие клеток системы иммунитета между собой, а также с клетками других систем организма, осуществляется с помощью регуляторных молекул – цитокинов
Цитокины – медиаторы межклеточного взаимодействия, активируют все звенья самой СИ и влияют на различные органы и ткани

Общие свойства цитокинов
Гликопротеины с молекулярной массой 15-25 кД.
Действуют ауто- и паракринно (т.е. на саму клетку и на ее ближайшее окружение), это короткодистантные молекулы
Действуют в минимальных концентрациях
Имеют соответствующие им специфические рецепторы на поверхности клеток
Механизм действия цитокинов заключается в передаче сигнала после взаимодействия с рецептором с мембраны клетки на ее генетический аппарат. При этом изменяется экспрессия клеточных белков с изменением функции клетки (например, выделяются другие цитокины)

Классификация цитокинов
Интерлейкины (ИЛ)
Интерфероны
Группа факторов некроза опухоли (ФНО)
Группа колониестимулирующих факторов (например, гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор – ГМ-КСФ)
Группа факторов роста (эндотелиальный фактор роста, фактор роста нервов и т.д.)
Хемокины

Интерлейкины
Цитокины, выделяемые преимущественно клетками системы иммунитета, получили название интерлейкинов (ИЛ) – факторов межлейкоцитарного взаимодействия
ИЛ-1 выделяется макрофагами, является пирогеном (вызывает повышение температуры), стимулирует и активирует стволовые клетки, Т-лимфоциты, нейтрофилы, участвует в развитии воспаления

ИЛ-2 выделяется Т-хелперами (преимущественно Тх1) и стимулирует пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов, ЕКК, моноцитов
ИЛ-3 основной гемопоэтический фактор, стимулирует пролиферацию и дифференцировку ранних предшественников гемопоэза
ИЛ-4 – фактор роста В-лимфоцитов, стимулирует их пролиферацию на раннем этапе дифференцировки, выделяется Т- хелперами 2-го типа

,
ИЛ-5 стимулирует созревание эозинофилов, базофилов и синтез иммуноглобулинов В-лимфоцитами, вырабатывается Т-лимфоцитами под влиянием антигенов
ИЛ-6 – выделяется Т-лимфоцитами, макрофагами и многими клетками вне системы иммунитета, стимулирует созревание B-лимфоцитов в плазматические клетки (второй фактор роста В-лимфоцитов), активирует воспаление
ИЛ-7 – лимфопоэтический фактор, активирует пролиферацию предшественников лимфоцитов
ИЛ-8 – регулятор хемотаксиса нейтрофилов и Т-клеток (хемокин); секретируется Т-клетками, моноцитами, эндотелием

ИЛ-10 – выделяется Т-лимфоцитами ( Тх2 и регуляторными Т-хелперами – Tr). Подавляет выделение провоспалительных цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-2, ФНОα и др.)
ИЛ-12, ИЛ-18 – продуцируются моноцитами и макрофагами, стимулируют Тх 1 и продукцию ими гамма-интерферона

Провоспалительные цитокины (ИЛ-1α, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12, ИЛ-18, ИНФ-γ, ФНОα и др.)
Противоспалительные цитокины (ИЛ4, ИЛ-10, ИЛ-13, ИЛ-25 и др.)
Регуляторы гемопоэза – дифференцировочные цитокины (ИЛ-3, ИЛ-7, ИЛ-11, колониестимулирующие факторы, факторы роста)

Молекулы дифференцировки клеток системы иммунитета – CD-антигены
В процессе дифференцировки на мембранах клеток системы иммунитета появляются макромолекулы, соответствующие определенной стадии развития клеток.
Они получили название CD-антигены (от англ. – clusters of differentiation – кластеры дифференцировки)

CD1 – является общим антигеном тимоцитов
CD2 – общий маркер всех Т-клеток, обладает способностью связывать эритроциты барана
СD3 – представлен на мембранах всех зрелых Т-лимфоцитов, обеспечивает передачу сигнала от Т-клеточного антигенспецифического рецептора (ТКР) в цитоплазму
CD4 – маркер Т-хелперов, рецептор для ВИЧ, участвует в распознавании антигенов, ассоциированных с молекулами HLA II класса

CD8 – маркер Т-цитотоксических лимфоцитов (Т-киллеров)/Т-супрессоров, участвует в распознавании антигенов, ассоциированных с молекулами HLA I класса
CD14 – имеют моноциты-макрофаги, гранулоциты, это рецептор для комплексов ЛПС с ЛПС-связывающим белком
Активация фагоцитов через CD14 в итоге приводит к интенсивному выделению провоспалительных цитокинов

CD16 – несут нейтрофилы, ЕК, моноциты
CD19-22 – маркеры В-лимфоцитов
CD34 – имеют все предшественники гемопоэза и эндотелий
CD95 (Fas/Apo-рецептор) –есть на тимоцитах, активированных Т-л и В-л, рецептор апоптоза клеток

Toll-like рецепторы
Распознают типовые структурные компоненты или «Молекулярные образы патогенов», которые
сходны у больших групп патогенных и непатогенных микробов

TLR-1 связывает липопептиды различных групп бактерий
TLR-2 взаимодействует с липотейхоевыми кислотами большинства грамположительных бактерий, липопротеинами боррелий, трепонем, микобактерий туберкулеза, компонентами клеточных стенок нейссерий, листерий, грибов

TLR-3 связывается с двухцепочечной РНК, что является важным для эффективного противовирусного иммунитета
TLR-4 реагирует с ЛПС грамотрицательных бактерий, а также с белками теплового шока
TLR-5 взаимодействует с бактериальным флагеллином (Н антигеном бактерий)
TLR-9 связывается с бактериальными ДНК

Функции системы TLR
Усиление экспрессии костимуляторных молекул на АПК
Без костимуляции Т-лимфоциты переходят в состояние неотвечаемости (анергии) к данному антигену
Перенаправлению иммунного ответа либо по клеточному, либо по гуморальному пути, т.к. активация АПК через разные TLR ведет к продукции разных цитокинов

Разный цитокиновый профиль стимулирует превращение Тх0 либо в Тх1, либо в Тх2
Активация Тх1 приводит к развитию клеточного воспалении
Активация Тх2 направляет иммунный ответ по гуморальному пути, обеспечивая синтез антител

Дифференцировка Т-лимфоцитов
ГСК → ЛСК → про Тл (CD34, CD7)
Антигеннезависимая дифференцировка
тимус → пре Тл (CD2,) → пре Тл ( ТКР, в цитоплазме – CD3)
Незрелые двойные позитивные Тл (ТКР+ CD3 на мембране, CD4, CD8)
апоптоз аутореактивных Тл, потеря или CD4, или CD8
Тх CD4, Тц CD8 – миграция в периферические лимфоидные органы

Антигензависимая дифференцировка
Т-лимфоцитов
Тх0 → Тх1 (ИЛ2, γ-интерферон), клеточный иммунитет
Тх0 → Тх2 (ИЛ4, ИЛ5, ИЛ10, ИЛ13), гуморальный иммунитет
Тх3 (CD4, CD25, ИЛ10, белок скурфин) – супрессия иммунного ответа
Тц → Т-киллеры (перфорин)
Т памяти CD45, CD45 RO

Основные субпопуляции:
Т0 (нулевые, тимические, «наивные», незрелые)
Т-цитотоксические Т-хелперы (Тх1, Тх2, Тх3)
Т-памяти
В норме у человека Т-лимфоциты составляют 60% (50-75%) всех лимфоцитов крови

Т-клеточный рецептор

ТКР у Тх и Тц одинаковы по строению
Тх распознают комплексы АГ+HLAII, причем АГ в виде пептида 12-25 аминокислотных остатков
Тц распознают комплексы АГ+HLAI, АГ в виде пептида 8-11 аминокислотных остатков
Различие обусловлено участием CD4 у Тх и CD8 у Тц

Дифференцировка В-лимфоцитов
Процесс созревания стимулируется цитокинами: ИЛ3, ИЛ7, ИЛ4
Антигеннезависимая дифференцировка
ГСК (CD34) → ЛСК → про Вл ( CD19, пептиды Igα, Igβ)
Большой пре Вл (содержит внутриклеточно цепь µ, CD20-21, 72)
Малый пре Вл (поверхностный IgM)
Незрелый Вл (ВКР=пIgM+Igα, Igβ)

пIgM может взаимодействовать с АГ
Igα и Igβ - передают сигнал в клетку
Зрелый Вл (ВКР, IgD – маркер зрелых В- лимфоцитов)
Субпопуляции Вл несут IgG, IgA, IgE на мембране
Антигензависимая дифференцировка В-л
РБТЛ → плазмоциты (синтез Ig=АТ )

На поверхности В-лимфоцитов имеются дифференцировочные антигены: СD19, 20, 22, 40, 72, рецепторы к эритроцитам мыши, к Fс-фрагменту IgG, к С3 компоненту комплемента и др.
В норме в крови у человека содержится 18-30% В-клеток от общего числа лимфоцитов
Субпопуляции: В1 (СД5) и В2

Проточная цитометрия
Метод оптического измерения параметров клетки, ее органелл и происходящих в ней процессов
Выявляют рассеяние света лазерного луча при прохождении через него клетки в струе жидкости
Степень световой дисперсии позволяет получить представление о размерах и структуре клетки
Учитывается собственная флуоресценция и флуоресценция используемого красителя

Клеточная суспензия, предварительно меченная флюоресцирующими моноклональными АТ или флуоресцентными красителями, попадает в поток жидкости, проходящий через проточную ячейку
Условия подобраны таким образом, что клетки выстраиваются друг за другом за счет гидродинамического фокусирования струи в струе

В момент пересечения клеткой лазерного луча детекторы фиксируют:
рассеяние света под малыми углами (от 1° до 10°) для определения размеров клеток.
рассеяние света под углом 90° (позволяет судить о соотношении ядро/цитоплазма, о неоднородности и гранулярности клеток)
интенсивность флуоресценции по нескольким каналам - позволяет определить субпопуляционный состав клеточной суспензии и др.

Применение
Для выявления определённых клеток в исследуемых образцах (бактерий, грибов, собственных клеток организма человека)
Определения чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам
Мониторинг состояния вирусного процесса у ВИЧ-инфицированных пациентов.

Иммуноглобулины (Ig) – большое семейство белков, которые синтезируются В-л и плазмоцитами при электрофорезе образуют фракцию γ-глобулинов

Структура Ig
2 тяжелые полипептидные цепи (H – heavy)
2 легкие (L – light) полипептидные цепи
между собою L и H цепи соединены дисульфидными связями
Тяжелые цепи определяют класс Ig:
γ - IgG, α - IgA, μ - IgM, δ - IgD ε - IgE

В цепях Ig различают константные (c) и вариабельные (v) участки.
Участки Ig цепей, замкнутые в виде глобул - домены
Гипервариабельные домены L и H цепей формируют активный центр АТ для взаимодействия с АГ – паратоп

Между СН1 и СН2 доменами тяжелой цепи локализуется подвижный – "шарнирный" участок Ig, чувствительный к протеолитическим ферментам
Под действием папаина молекула иммуноглобулина расщепляется на
2 Fab-фрагмента и Fc-фрагмент

Функции Fc-фрагмента
CН2 домен Fc-фрагмента активирует комплемент по классическому пути (после образования комплекса АГ+АТ)
СH3 домен может связываться с Fc-рецепторами на лейкоцитах и других клетках

Свойства иммуноглобулинов
IgG составляют основную массу иммуноглобулинов сыворотки крови (75-85%) – 10 г/л (8-12 г/л)
Передаются от матери к плоду через плаценту
АТ IgG появляются в большом количестве при вторичном иммунном ответе

IgМ – пентамер, в сыворотке крови в среднем – 1 г/л (0.8-1.5 г/л)
АТ IgM синтезируются в организме при первичном иммунном ответе

IgА в крови присутствуют в виде мономеров (от 1,5 до 3 г/л), а в секретах в форме димеров и тримеров
Секреторные АТ IgA (sIgA) формируют местный иммунитет, препятствуют адгезии микроорганизмов к эпителию слизистых оболочек, опсонируют микробные клетки, усиливают фагоцитоз

IgD содержатся в сыворотке крови в концентрации 0,03-0,04 г/л
Служат рецепторами созревающих В-лимфоцитов
Увеличиваются при некоторых вирусных инфекциях

IgЕ присутствуют в сыворотке крови в концентрации около 0,00005 г/л или от 0 до 100 МЕ/мл (1 МЕ ~ 2,4 нг)
Содержание АТ IgЕ увеличивается при аллергии

Антитела
Это Ig любого из 5 классов, специфично взаимодействующие с АГ
Естественные АТ находятся в организме без предварительного введения антигена (иммунизации)
Иммунные АТ накапливаются и выявляются в сыворотке крови после предварительной иммунизации АГ

Механизмы действия антител
нейтрализация активных центров токсинов (токсиннейтрализующий эффект)
образование комплекса АГ-АТ, который активирует комплемент с последующим лизисом клетки

опсонизация объектов фагоцитоза (усиление фагоцитоза)
связывание с Fc-рецепторами лейкоцитов, которые приобретают способность специфично взаимодействовать с антигенами ("вооружающий" эффект антител)

антирецепторныеАТ, связываясь с соответствующим рецептором, блокируют или стимулируют функцию клетки
АТ обладают собственной медленной ферментативной активностью и могут расщеплять некоторые субстраты (абзимная активность)

Бивалентные полные АТ (обычно IgG) имеют 2 активных центра
Моновалентные неполные АТ, у которых один активный центр из-за пространственной блокировки второго центра

Сила связывания (сродство) одного активного центра АТ с эпитопом АГ- аффинность
Прочность связывания всей молекулы Ig с АГ- авидность
Наибольшей авидностью обладают IgM (пентамеры)

Поликлональные АТ сыворотки представляют собой смесь Ig различных классов
Моноклональные АТ разработаны на основе гибридомной технологии, моноспецифичны, направлены к одному эпитопу АГ

Получение моноклональных АТ
Иммунизация мышей антигеном
Из селезенки иммунизированных мышей получают суспензию клеток, среди которых есть антителообразующие В-лимфоциты

Проводят слияние этих антителообразующих В-клеток с В-клетками мышиной опухоли – плазмоцитомы («бессмертные» клетки)
Образуются гибридные клетки, которые:
-способны синтезировать специфические антитела (как иммунные В-лимфоциты)
- становятся долгоживущими, как клетки плазмоцитомы

Их культивируют в специальной среде, в которой не растут обычные негибридные клетки Из смеси гибридных клеток выделяют по 1 клетке и помещают в лунки с жидкой питательной средой и размножают (клонируют)
Выявляют клон, синтезирующий АТ, специфичные к единственному эпитопу изучаемого АГ и размножают его

Применение моноклональных АТ
Выявление АГ бактерий и вирусов
Выявление клеточных маркеров (CD)
Выявление гормонов, медиаторов и др.
Лечение ( инфликсимаб – моноклональные АТ, блокирующие действие ФНОα и тем самым подавляющие местное и системное воспаление)

Генетические основы разнообразия АТ и ТКР
H и L цепи Ig кодируются несколькими генными сегментами, расположенными в разных хромосомах. В ДНК половых клеток они разобщены и объединяются непосредственно в Вл и плазмоцитах
Вариабельные участки L цепей кодируются V-сегментами (несколько сотен вариантов) и J-сегментами
Вариабельные участки Н цепей кодируются V, D, J-генными сегментами

Каждый такой сегмент формируется из нескольких участков ДНК
При объединении фрагментов генома в единую последовательность ДНК происходят множественные рекомбинации и мутации, т.е. количество вариантов нарастает
Разнообразие АТ увеличивается и при последовательном переключении классов Ig (IgM и IgD на IgG, A и т.д.), продуцируемых одной клеткой
Разнообразие Ig продолжает увеличиваться и после контакта СИ с АГ, что связано с постоянными мутациями ДНК, таким образом в организме предсуществуют миллиарды вариантов Ig (также происходит и с ТКР)

Антигены (АГ) - любые простые или сложные вещества, которые при попадании в организм тем или иным путем вызывают иммунную реакцию и способны специфично взаимодействовать с продуктами этой реакции: АТ и ТКР

Основные свойства антигенов:
Иммуногенность – способность АГ индуцировать в организме иммунную реакцию
Специфичность – способность взаимодействовать только с комплементарными ему АТ и/или ТКР
Высокая молекулярная масса (более 10000 дальтон) - полноценные антигены (белки и их комплексные соединения – гликопротеиды, липопротеиды, нуклеопротеиды)
Поливалентность - на 1 молекуле полноценного АГ может быть 10-20 и более эпитопов

Иммуногенность обусловлена сложностью пространственной структуры молекулы (боковые радикалы, разветвленные цепи и т.п.)
Эпитоп (антигенная детерминанта ) - участок молекулы антигена, взаимодействующий с одним активным центром АТ (паратопом) или ТКР

Гаптены - низкомолекулярные вещества, в обычных условиях не вызывают иммунную реакцию Способны запускать иммунный ответ после связывания с белками организма
В результате образуются АТ, способные взаимодействовать с гаптеном

Аллергены - АГили гаптены, которые при повторном попадании в организм вызывают аллергическую реакцию.
Все АГ и гаптены могут быть аллергенами

Т-зависимые АГ- запускают иммунный ответ с участием Т-лимфоцитов (белки)
Т-независимые АГ- запускают иммунный ответ и синтез антител В-клетками без Т-лимфоцитов (высокополимерные полисахариды, ЛПС и др.)

Экзогенные и эндогенные АГ
Экзогенные антигены попадают в организм из внешней среды.
Среди них различают инфекционные неинфекционные

Инфекционные АГ- антигены бактерий, вирусов, грибов, простейших, токсины, ферменты
⇒ группоспецифические (встречаются у разных видов одного рода или семейства)
⇒ видоспецифические (у различных представителей одного вида)
⇒ типоспецифические (определяют серологические варианты - серовары, антигеновары внутри одного вида)

По локализации: О-АГ Н-АГ К-АГ
О-АГ - полисахарид, входит в состав к л е т о ч ной стенки бактерий,
является частью ЛПС у грам(-) бактерий, термостабилен
По О-АГ различают много сероваров у бактерий одного вида

Строение ЛПС
Центральная часть ЛПС – полисахарид, состоит из остатков 2-кето-3-дезоксиоктоната, галактозы, глюкозы, гептозы и N-ацетилглюкозамина
С одной стороны к этому ядру присоединен липид А, а с другой – О-специфические олигосахаридные цепочки из 3-4 сахаров

Липид А - неспецифический иммуностимулятор, токсичен
ЛПС – эндотоксин и пироген
В небольших дозах активирует макрофаги с выделением ИЛ1, ФНО и др. цитокинов
В больших дозах угнетает фагоцитоз, вызывает нарушение функции сердечно-сосудистой системы, тромбозы, эндотоксический шок

Н-АГ входит в состав жгутиков, состоит из белка флагеллина, термолабилен
К-АГ - гетерогенная группа поверхностных капсульных АГ бактерий, содержат обычно кислые полисахариды
Варианты К-антигена: A, B, L у кишечной палочки, Vi – у сальмонелл

Протективные антигены
Это совокупность антигенных детерминант (эпитопов), которые вызывают наиболее сильный иммунный ответ, что предохраняет организм от повторной инфекции данным возбудителем

Антигенная мимикрия- сходство в строении АГ бактерий, человека, животных
Гемолитические стрептококки группы А содержат АГ, общие с АГ эндокарда и клубочков почек человека
Вызывают образование АТ, перекрестно реагирующих с клетками человека, что приводит к развитию ревматизма и постстрептококкового гломерулонефрита

У возбудителя сифилиса есть фосфолипиды, сходные по строению с кардиолипидным АГ сердца животных и человека
Поэтому кардиолипиновый антиген из сердца животных используют для выявления АТ к возбудителю сифилиса (реакция Вассермана)

Суперантигены - в небольших дозах вызывают поликлональную активацию и пролиферацию большого числа Т-лимфоцитов (более 20%, обычные антигены - 0,01%)
При этом вырабатывается много цитокинов, вызывающих воспаление и повреждение тканей
Суперантигены: энтеротоксины, эксфолиатины, холероген и др.

НЕИНФЕКЦИОННЫЕ АНТИГЕНЫ
АГ растений, лекарственные препараты, химические, природные и синтетические вещества, антигены животных и человека

Антигены животных по отношению к человеку являются ксеногенными
Антигены, отличающие одного индивидуума от другого, называют аллогенными или изоантигенами
К аллогенным АГ относятся АГ эритроцитов и лейкоцитов (HLA-система) и др.

Антигены эритроцитов
На поверхности эритроцитов имеется более 100 антигенов, относящихся к 14 системам
Наиболее важными являются изогемагглютиногены системы А В 0 групп крови и резус-АГ (Rh+)

Антигены лейкоцитов
HLA (Human Leucocyte Antigens) контролируются генами 6 хромосомы (главным комплексом гистосовместимости) - Обусловливают несовместимость тканей при пересадках между индивидуумами
- участвуют в распознавании АГ
- участвуют в межклеточных взаимодействиях
- являются маркерами «своего» - определяют предрасположенность к заболеваниям

Молекулы HLA I класса – гетеродимеры, состоят из двух цепей Легкая цепь - β2-микроглобулин Тяжелая цепь имеет три домена α1, α2, α , гидрофобный участок, фиксирующий цепь в мембране, и концевой участок в цитоплазме HLA I класса есть на всех ядросодержащих клетках → маркеры «своего» Гены HLA I класса представлены тремя локусами: HLA-A, HLA-B, HLA-C

Молекулы HLA II класса состоят из двух полипептидных цепей: α и β. Обе цепи имеют по два домена (α1, α2 и β1, β2), закрепленные в клеточной мембране дополнительным участком
HLA II класса экспрессированы на В-лимфоцитах, макрофагах, активированных Т-лимфоцитах
Гены, контролирующие HLA II класса, имеют три локуса : HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP
HLA II класса участвуют в распознавании чужеродных антигенов

Эндогенные антигены - собственные аутологичные молекулы (аутоантигены), вызывающие активацию системы иммунитета - естественные первичные (нормальная ткань хрусталика глаза, нервная ткань и др.)
- приобретенные вторичные (продукты повреждения тканей микробами, вирусами, ожоговые, лучевые, холодовые АГ)

По тканевой и клеточной принадлежности - Стромальные (АГ эластических, коллагеновых и других волокон) - Клеточные (мембранные, цитоплазматические, ядерные и т.д.) - Внеклеточные аутоантигены (антигены межтканевой жидкости и др.)

Система мононуклеарных фагоцитов
Моноциты крови
Оседлые макрофаги печени (клетки Купфера)
Мезангиальные клетки
Альвеолярные макрофаги
Глиальные макрофаги
Остеокласты
Макрофаги соединительной ткани и др.

Молекулярные маркеры моноцитов и макрофагов
CD 14 – рецептор для ЛПС связывающего белка
рецепторы для Fc-фрагмента IgG
рецепторы к цитокинам
интегрины (CD11a/CD18)
Toll-like рецепторы

Функции макрофагов:
фагоцитоз распознавание и представление (презентация) антигенов секреция медиаторов системы □иммунитета (монокинов)

Стадии фагоцитоза
хемотаксис
адгезия
эндоцитоз (поглощение)
переваривание
удаление продуктов фагоцитоза

Хемотаксис - движение макрофагов к объекту фагоцитоза по градиенту концентрации хемотаксических факторов (бактериальных компонентов, интерлейкинов (IL-8) и т.д.)

Адгезия реализуется двумя механизмами: иммунным и неиммунным
Неиммунный фагоцитоз осуществляется за счет связывания антигена на поверхности макрофага
В иммунном фагоцитозе участвуют рецепторы макрофагов к иммуноглобулинам (опсонинам)

В связывании могут участвовать самые разнообразные молекулы и рецепторы
Лектины микробных клеток
Лектины фагоцитарных клеток
(рецепторы комплемента CR3 и CR4, маннансвязывающий белок, интегрины и др.).
Компоненты комплемента
Fc-рецепторы
Toll-like рецепторы и др.

Эндоцитоз (поглощение)
инвагинация мембраны фагоцита
обволакивание объекта фагоцитоза
образование фагосомы
слияние фагосомы с лизосомами и образование фаголизосомы

Переваривание
Кислородзависимые механизмы (образование активных форм кислорода: Н2О2, оксидаза, миелопероксидаза и др.)
Кислороднезависимые механизмы

Кислородзависимые бактерицидные механизмы -
образование активных форм кислорода
(АФК) через гексозомонофосфатный шунт - «дыхательный взрыв»

Кислороднезависимые бактерицидные механизмы:
Ферменты-гидролазы - катепсины, лизоцим, глюкуронидаза и т.д.
Катионные антибиотикоподобные белки - дефензимы вызывают образование ионных каналов в мембране микробной клетки
Реакционноспособные метаболиты азота (РМА) -
образование токсичного для бактерий и опухолевых клеток оксида азота NO(II)
Дополнительные антимикробные механизмы После слияния лизосом содержимое фаголизосомы временно подщелачивается, после чего рН падает (подкисление)

Завершенный фагоцитоз - полное переваривание и гибель бактериальной клетки
Незавершенный фагоцитоз - микробные клетки остаются жизнеспособными. Механизмы: микобактерии туберкулеза и токсоплазмы препятствуют слиянию фагосом с лизосомами; гонококки, стафилококки и стрептококки могут быть устойчивыми к действию лизосомальных ферментов, риккетсии и хламидии могут долго персистировать в цитоплазме вне фаголизосомы

Представление (презентация) антигенов макрофагами
В результате фагоцитоза и переваривания антигенов образуется большое количество низкомолекулярных антигенных фрагментов (процессинг). Часть из них в виде пептидов перемещается на поверхность макрофага

Экзоантигены - пептиды длиной 12-25 аминокислот связываются с HLA 2 класса (HLA-DR, HLA-DP, HLA-DQ). Только после этого они взаимодействуют с Т-хелперами. Таким образом, макрофаги представляют переработанный антиген Т-хелперам в комплексе со своими HLA (1-й сигнал).

Секреция медиаторов иммунной системы (монокинов).
Второй сигнал для активации Т-хелперов - выделение макрофагами ИЛ1 - монокина с многообразным биологическим и пирогенным действием. Кроме этого, макрофаги выделяют другие медиаторы: ИЛ-3, 6, 8, 10, 12, 18, фактор некроза опухоли (альфа-ФНО), простагландины, лейкотриены, интерфероны α и β, факторы комплемента, ферменты и др.

ДРУГИЕ АНТИГЕН-ПРЕЗЕНТИРУЮЩИЕ КЛЕТКИ
(АПК)
Клетки Лангерганса из кожи мигрируют в паракортикальные области регионарных лимфоузлов. Там они взаимодействуют с Т-клетками и представляют собой уже интердигитирующие (переплетенные) клетки (ИДК). Такая миграция обеспечивает доставку антигенов из кожи и слизистых оболочек к Тх лимфоузлов.
Фолликулярные дендритные (разветленные) клетки (ФДК), презентируют антигены В-лимфоцитам.

СИСТЕМА ГРАНУЛОЦИТОВ
В нее входят нейтрофильные, базофильные и эозинофильные гранулоциты (микрофаги). Все они происходят из ГСК через ряд предшественников под влиянием гранулоцитарно-макрофагальных колониестимулирующих факторов.

Нейтрофилы
составляют 47-72% всех лейкоцитов. Их содержится 2.5 - 4.5х109/л. Средний срок жизни нейтрофилов - 7-9 часов. В цитоплазме имеют 2 основных типа гранул – азурофильные первичные и специфические вторичные.

Азурофильные гранулы содержат β-глюкуронидазу, катепсины, кислые и нейтральные протеиназы, миелопероксидазу.
В специфических гранулах находятся коллагеназа, лизоцим, лактоферрин и др.

Основные молекулы-маркеры на нейтрофилах : CD13,СД 14, СD64 , рецепторы к С1q, С3b, С5а компонентам комплемента,CD32(FcγRII) и CD16 (FcγRIII), много адгезинов, включая CD62L селектин и интегрины, хемокиновые рецепторы.

Базофилы
участвуют в аллергических реакциях. На поверхности базофилов имеются Fcε-рецепторы, связывающие IgE. В гранулах базофилов содержится большое количество медиаторов аллергии (гистамин, серотонин, фактор активации тромбоцитов, простагландины, лейкотриены, факторы хемотаксиса, гепарин и др.)
В крови в норме присутствует 0-1% клеток

Эозинофилы
играют большую роль в противопаразитарном иммунитете и аллергии. В крови 1-6%, созревают под действием ИЛ-5. В их гранулах содержится основной белок - цитотоксин, повреждающий паразитов и собственные клетки организма. Кроме этого, при активации эозинофилов из гранул высвобождается большое количество медиаторов аллергических реакций. Имеют рецепторы для С4, С3, С3b компонентов комплемента, для Fс-фрагментов IgG, IgE.

Характеристика системы макрофагов и гранулоцитов
1. Определяют количество лейкоцитов в крови.
2. Оценивают поглотительную и переваривающую активность фагоцитов:
К взвеси лейкоцитов добавляют взвесь микроорганизмов. Готовят 3 пробы, инкубируют при 370С 1-ю пробу 30 мин, 2-ю - 60 мин, 3-ю - 90 мин. Делают мазки, высушивают их, фиксируют и окрашивают по Романовскому-Гимзе.

Определяют фагоцитарный индекс и фагоцитарное число
Фагоцитарный индекс - это среднее количество частиц или микроорганизмов в одном фагоците (норма 3-12).
Фагоцитарное число - это количество фагоцитов, участвующих в фагоцитозе (норма - 60-80%).

Оценка показателей фагоцитоза
В норме через 90 мин фагоцитарный индекс должен быть ниже, чем через 30 мин и 60 мин, в связи с перевариванием микробов. При нарушении переваривания он не меняется.
Переваривание микробов оценивают
- посев лизатов лейкоцитов на питательные среды
- подсчет выросших колоний.

НСТ-тест
Метаболическую активность - «дыхательный взрыв» определяют после окраски лейкоцитов раствором нитросинего тетразолия. Под влиянием активных форм кислорода НСТ превращается в нерастворимый формазан, который выпадает в цитоплазме в виде глыбок голубого цвета.
В норме таких лейкоцитов 15-18%, при инфекциях их число увеличивается до 40% и более.

С помощью моноклональных антител определяют антигены фагоцитов (СD14, СD11, СD18, HLA-DR и др.).
Выявляют рецепторы к С3 компоненту комплемента, к иммуноглобулинам и др.
Оценивают спонтанную и направленную миграцию (хемотаксис). Определяют способность секретировать цитокины (ИЛ-1, α-ФНО и др.) и их уровень в крови.

Система комплемента
сложная система ферментативных и рецепторных белков сыворотки крови (более 20)
Активация системы комплемента - цепная ферментативная реакция, при которой каждый предыдущий компонент активирует несколько последующих за счет их ферментативного расщепления

Белки классического пути активации системы комплемента называются компонентами и обозначаются буквой C (C1, С2, С3 и т.д. до С9)
Белки альтернативного пути активации называются факторами и обозначаются большими латинскими буквами (B, H и т.д.)
Все они образуются в печени и секретируются макрофагами

При активации компонентов комплемента обычно образуется 2 фрагмента
Больший фрагмент обозначается малой латинской буквой «b» (напр., С3b) является активным, продолжает каскад расщепления
Меньшие фрагменты в дальнейшей активации комплемента обычно не участвуют (кроме С2а), обладают многообразными биологическими функциями
Они обозначаются малой латинской буквой «а» (например, С3а)
Комплексы активированных компонентов обозначаются сверху чертой

Среди регуляторных белков различают естественный С1-ингибитор, который тормозит спонтанную активацию C1q компонента При дефиците С1 ингибитора возникает наследственный ангионевротический отек (отек Квинке)
Фактор DAF или ускоряет деградацию С3b компонента на мембранах собственных клеток организма, предотвращая их лизис
Альтернативный путь активации блокируется факторами Н, I и т.д.

Пути активации системы комплемента
Классический (запускается комплексом АГ-АТ в присутствии катионов Ca и Mg обычно на поверхности клетки-мишени )
Лектиновый (похож на классический, но активируется лектинами бактерий, например МСБ, С-реактивным белком, фибронектином и т.д.)
Альтернативный (запускается ЛПС клеточной стенки бактерий (эндотоксинами), агрегированными Ig, лекарственными препаратами и т.д.)

Функции системы комплемента
Лизис клеток-мишеней (бактериальных, зараженных вирусом, опухолевых)
Опсонизация, т.е. усиление фагоцитоза через рецепторы к комплементу (например, CD35)
Участие в воспалении, хемотаксисе и аллергических реакциях
Растворение иммунных комплексов, что препятствует их отложению в тканях