Микробиология. Основные формы иммунного реагирования организма

Формы иммунного ответа
Гуморальный
Клеточный
Иммунологическая толерантность

Фазы иммунного ответа
АПК – связующее звено между системами врожденного и адаптивного иммунитета
Непродуктивная – распознавание АГ и взаимодействие с иммунокомпетентными клетками;
Продуктивная – пролиферация клеток-эффекторов или продукция антител.

PAMP – патоген-ассоциированные молекулярные образцы
Биологические макромолекулы, расположенные на поверхности патогенов, которые распознаются врожденной иммунной системой.
Механизмы распознавания:
прямое распознавание происходит с участием поверхностных рецепторов фагоцитов, напрямую распознающие молекулы патогенов;
опосредованное распознавание включает связывание молекул сыворотки на поверхности патогена и их последующее взаимодействие с рецепторами фагоцита;

Рецепторы фагоцитов для распознавания патогенов
Рецепторы- «мусорщики»;
Углеводные рецепторы;
Toll-подобные рецепторы (TLR);

Рецепторы- «мусорщики» и углеводные рецепторы (лектины)
Позволяют фагоцитам непосредственно
связываться с микроорганизмами:
маннозный рецептор (СD206) на мононуклеарных фагоцитах, который связывается с маннаном клеточной стенки бактерий;
рецепторы дендритных клеток дектин-1, связывающие β1,3-гликан клеточных стенок грибов, и дектин-2;
Классы рецепторов- «мусорщиков»:
Связываются с ЛПС грамотрицательных бактерий;
Связываются с липотейхоевой кислотой грамположительных бактерий;

Toll-подобные рецепторы (TLR) активируют фагоциты и воспаление
Трансмембранный протеин;
TLR-рецепторы присутствуют на фагоцитах, некоторые на дендритных клетках, тучных клетках и В-клетках;
Семейство TLR включает более 10 разных рецепторов;

Toll-подобные рецепторы (TLR), способные взаимодействовать с патоген-ассоциированными молекулярными образцами (PAMP)

КЛЕТОЧНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ
механизмы активации
Т-лимфоцитов

Клеточный иммунный ответ: основные этапы
Взаимодействие с антигеном антигенпрезентирующей клетки (АПК)
Процессинг антигена в АПК
Презентация процессированного антигена АПК Т-лимфоциту (Тh1)
Активация Т-лимфоцитов (ЦТЛ)
Эффекторное звено клеточного ИО
уничтожение чужеродного антигена ЦТЛ (Тk)
иммунное воспаление

Процессинг
Поглощение антигена
Частичная деградация вычленение эпитопа
Образование комплекса эпитоп + МНС-II «процессированный антиген»
Вывод этого комплекса на поверхностную мембрану «презентированный антиген»

Презентация антигена
эпитоп + МНС-II - презентируется
Т-хелперам (CD4)
эпитоп + МНС-I - презентируется
Т-киллерам (CD8)

Активация Т-лимфоцитов (Th0 – прайминг)
Получение от макрофага
двух информационных
сигналов:
Контакт при полном соответствии TcR с презентированным антигеном (передается на генетический аппарат Т-лимфоцита с помощью молекулы CD3)
ИЛ-1

Активация Т-лимфоцитов
Пролиферация
Клетки иммунологической памяти (долгоживущие)
Увеличение количества рецепторов к цитокинам
Дифференциация в активированные Т-лимфоциты (ЦТЛ) (секретирующие большое количество цитокинов) (короткоживущие)

Схема клеточного ответа

Активация ЦТЛ
Уничтожение
чужеродного антигена
клеток, несущих чужеродный антиген в комплексе с МНС-I
Иммунное воспаление, ГЗТ
в т.ч. сосредоточение фагоцитов и активация их

Механизмы действия ЦТЛ (Т-киллеров)
Внеклеточная цитотоксичность, осуществляемая перфоринами
Активация в клетке-мишени апоптоза (гранзимы)

Механизмы действия ЦТЛ
Т-киллеров (CD8)
СИНТЕЗ ПЕРФОРИНОВ
⇓
МНОЖЕСТВЕННЫЕ ДЕФЕКТЫ наружной мембраны
⇓
ЛИЗИС КЛЕТКИ, несущей на себе чужеродные антигены

ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ
механизмы активации
В-лимфоцитов

Активация В-лимфоцитов (В2 (СD5-))
Антиген
Макрофаг
Th2
В-лимфоцит
ИЛ-4 (сигнал активации)
Активированный В-лимфоцит
ИЛ-5 (сигнал пролиферации)
Пролиферация В-лимфоцитов ИЛ-6 (сигнал дифференциации)
Клетки Плазмоцит
иммунологической
памяти Синтез Ig

Особенности иммунного ответа на Т-независимые антигены
Распознавание антигена проводится самим В-лимфоцитом (B1 (CD5+)).
Синтезируются только IgM без переключения на IgG.
Не образуются клетки иммунологической памяти ⇨ не возможен вторичный иммунный ответ

Общая схема гуморального иммунного ответа
Т-зависимый антиген
Макрофаг
Тh2
В-лимфоцит
Клетки
иммуноло- Плазмоциты
гической
памяти IgМ
IgG
Т-независимый антиген
В-лимфоцит
Плазмоцит
Ig M

Активация В-лимфоцитов

Общая схема иммунного ответа

Общая схема иммунного ответа

ИММУННАЯ ЗАЩИТА ПОЛОСТИ РТА

В полости рта выделяют
три уровня защиты
Первый уровень - врожденный иммунитет;
Второй уровень - воспаление;
Третий уровень - приобретенный (специфический) иммунитет.

Первый уровень защиты
Врожденный иммунитет неспецифичен;
Находится в состоянии постоянной готовности:
Способен быстро защитить от инфекции;
Врожденную защиту обеспечивают барьеры слизистых и зубов, антимикробные факторы слюны и жидкость десневой борозды (ЖДБ), клетки воспаления; способствуют инактивации возбудителей и очищению полости рта.

Второй уровень защиты
Воспаление локализует возбудитель в участке проникновения, если первый уровень защиты преодолен;
Главные клетки воспаления – фагоциты (нейтрофилы, макрофаги), эозинофилы, тучные клетки и базофилы, вырабатывающие медиаторы воспаления и естественные киллеры;
В воспалительной реакции участвует множество рецепторов, как свободных, так и связанных с мембранной фагоцитов. Эти рецепторы соединяются с патоген-ассоциированными молекулярными структурами на поверхности микроба, участвуя в распознавании своего/чужого.

Третий уровень защиты
Приобретенный иммунитет, действие которого проявляется при несостоятельности первой и второй линии защиты;
Основными эффекторами приобретенного иммунитета являются антитела, в том числе IgА (sIgA) на поверхности слизистых и IgG, и IgM в ЖДБ, и эффекторные Т-лимфоциты.

Врожденная защита: поверхности полости рта
Барьерная функция слизистой оболочки;
Дефенсины;
Кальпротектин;
Вязкий муциновый слой;
Десквамация;
Эпителиальные рецепторы для антител;
Приобретенная пелликула эмали;
Нормальная микрофлора полости рта.

Барьерная функция слизистой оболочки
Эпителий полости рта экспрессирует Toll-подобные рецепторы, распознающие специфические PAMP патогенных микробов;
Контакт этих рецепторов является сигналом для эпителиальных клеток к продукции цитокинов, хемокинов и пептидных антибиотиков (β-дефенсины);
Эптелиальные клетки высвобождают также окись азота и эйкозаноиды, экспрессируют МНС класса II и I.

Дефенсины
Класс дефенсинов представлен небольшими (3-6 кДа) катионными пептидами с 3-4 дисульфидными связями.
В зависимости от расположения дисульфидных связей и цистеиновых остатков различают α- и β-дефенсины;
Дефенсины в мембране бактериальных клеток образуют поры, что приводит к разрушению клетки;
Дефенсины проявляют активность в отношении бактерий, грибов и оболочечных вирусов;
Наряду с прямым микробоцидным действием β-дефенсины вызывают активацию и дегрануляцию тучных клеток с выбросом гистамина и простагландина, который стимулирует хемотаксис нейтрофилов (тем самым усиливая воспаление);
β-дефенсины являются факторами хемотаксиса незрелых дендритных клеток и Т-лимфоцитов и, поэтому могут усиливать гуморальный и клеточный иммунный ответ.

Кальпротектин
Антимикробный белок, секретируемый клетками неороговевшего эпителия;
Способен связывать ионы кальция и цинка, что обуславливает антибактериальную и противогрибковую активность.

Вязкий муциновый слой
Муцин – гликопротеины, существующие в виде разных гликоформ;
В полости рта преобладают два муцина – MG1(высокомолекулярный) и MG2 (низкомолекулярный);
Муцин (MG1) входит в состав слизистой пленки, которая увлажняет и смягчает слизистую оболочку;
Слизистая пленка представляет собой липкий, гладкий полупроницаемый гель, содержащий липиды, белки и ионы;
Слизистая пленка играет важную роль в избирательной проницаемости, через которую проходят питательные вещества и конечные метаболиты, но не проходят бактерии и их токсины;
Муцин постоянно расходуется или частично переваривается нормальной микрофлорой, поэтому он постоянно секретируется поднижнечелюстной, подъязычной и малыми слюнными железами;
Состав, скорость секреции и удаления слизи значительно меняется в зависимости от диеты и действия на поверхности слизистой различных патогенных микробов и их токсинов и представителей нормальной микрофлоры;
Слизь имеет непродолжительный период жизни и в течение нескольких минут или часов полностью обновляется.

Десквамация
Важнейший механизм врожденного иммунитета;
Эпителий кожи и слизистых оболочек постоянно слущивается, причём скорость слущивания зависит от микробной нагрузки.

Эпителиальные рецепторы для антител
На клетках эпителия слизистой щек имеются рецепторы для секреторного компонента (SC) sIgA;
Микробы, связываясь с секреторными иммуноглобулинами, будут удаляться при слущивании эпителия.

Приобретенная пелликула эмали
Бесклеточная органическая пленка, находящаяся на поверхности зубов;
Пелликула формируется в течение двух часов, хотя процесс ее созревания и стабилизации может занимать до нескольких суток;
Основные компоненты пелликулы: богатые пролином белки, цистатины, лизоцим, sIgA, муцин MG1, дактоферрин, статерин и амилаза слюны; IgG IgM и компонент C3 комплемента, а также фермент стрептококков глюкозилтрасфераза;
Функции пелликулы:
- защита эмалевых поверхностей от трения и диминерализации под влиянием бактериальных кислот и кислых пищевых продуктов;
- способствует селективному прикреплению безвредных бактерий и подавляет прикрепление бактерий, опасных для эмали.

Нормальная микрофлора
полости рта
Бактерии-комменсалы конкурируют с экзогенными бактериями за питательные вещества и рецепторы;
Вырабатывают антимикробные вещества (бактериоцины);
Некоторые компоненты эндогенных бактерий (например ЛПС) являются иммуностимуляторами и способствуют выработке перекрестно-реагирующих (нормальных) антител и поддержанию экспрессии молекул МНС класса II макрофагами и др. вспомогательными клетками.

Врожденные факторы:
жидкая фаза
Слюна;
Муцины;
Агглютинин;
Белок Эбнеровских желёз;
Гистатины;
Цистатины;
Секреторный ингибитор лейкоцитарных протеаз;
Тромбоспондин;
Хромогранин А
Лизоцим;
Пероксидазы;
Лактоферрин;

Слюна
Слюна – это гипотонический водный раствор, по осмотическому давлению близкий к плазме. Среднее значение рН слюны составляет 6,7;
Содержит органические и неорганические вещества. Основные неорганические вещества – электролиты (бикарбонат, хлорид, калий, натрий). Органические вещества – белки (2-3 г/л), пищеварительные ферменты (амилаза, гликопротеины, кислые белки, богатые пролином и тирозином (статерин), стабилизирующие ионы кальция и фосфата;
Содержит множество специфических и неспецифических защитных факторов организма-хозяина (компонент комплемента С3, агглютинин, sIgA, IgG, IgM и др.)

Муцины
В слюне главное место занимает назкомолекулярный муцин MG2, основное назначение которого состоит в агрегации микробов и удаление их из полости рта.

Агглютинин
Представляет собой сходный с муцином MG2 высокогликозилированный белок, вызывающий агглютинацию широкого спектра бактерий полости рта;
Агглютинин и муцин очень клейкие и склонны к образованию комплексов с другими белками слюны (например sIgA и лактоферрином).

Белок Эбнеровских желёз
Является ингибитором цистеиновых протеаз и попадает в слюну из Эбнеровских желез;
Удаляет продукты перекисного окисления;
Обладает нуклеазной и противовирусной активностью.

Гистатины
Это небольшие многофункциональные нейтральные или основные белки, богатые гистидином. Обнаружено не менее 12 различных гистатинов.
Функции:
- регуляция роста кристаллов фосфата кальция;
- нейтрализация токсических молекул;
- образование хелатных соединений;
- подавление активности цитокинов и протеаз;
- проявляют выраженное бактерицидное и противогрибковое действие;
- подавляют агрегацию разнородных бактериальных клеток и опосредованную бактериями гемагглютинацию.

Цистатины
Это суперсемейство белков-ингибиторов цистеиновых протеиназ. Различают 3 семейства: представители 1 семейства обнаруживаются внутри клеток, 2 семейства секретируются в слюну, 3 семейства являются высокомолекулярными кининогенами.
Функции:
- участвуют в регуляции воспаления, подавляя протеолитическую активность клеток организма-хозяина;
- способствуют активации цитокинов, что способствует поддержанию целостности эпителиального барьера

Секреторный ингибитор лейкоцитарных протеаз (СИЛП)
СИЛП – это небольшой (12 кДа) катионный кислотоустойчивый негликозилированный белок;
Функция:
- защита эпителия от действия эластазы и катепсина В, вырабатываемых нейтрофилами при инфекции;
- проявляет бактерицидные, противогрибковые свойства;
- противовирусную активность в отношении ВИЧ-1.

Тромбоспондин
Тромбоспондин 1 (TSP1) – высокомолекулярный тримерный матриксный гликопротеин;
Подавляет заражение мононуклеарных клеток крови, трансформированных промоноцитов и Т-лимфоцитов ВИЧ-1.

Хромогранин
Хромогранин А – белок слюны;
Обладает антибактериальной и противогрибковой активностью.

Пероксидазы
Пероксидазы слюны катализируют перекисное окисление. Окисление гликолитических ферментов приводит к подавлению роста и выработки кислоты различными микроорганизмами полости рта, включая стрептококки, лактобактерии и грибы.
Показано синергичное взаимодействие пероксидазы слюны с лизоцимом, лактоферрином и sIgA.

Лактоферрин
Многофункциональный железосодержащий белок (78 кДа);
Замедляет рост бактерий и грибов;
Антимикробная активность связана со способностью связывать железо, необходимое для метаболизма микробов.

Местный приобретенный иммунитет
Гуморальный иммунитет слизистых;
Клеточный иммунитет слизистых.

Гуморальный иммунитет слизистых оболочек
Опосредуется в основном sIgA.
Десневая борозда и десневая треть коронок зубов защищены жидкостью десневой борозды, содержащей сывороточные и синтезируемые плазматическими клетками десны IgG, IgM и IgA.
Синтез иммуноглобулинов осуществляют В-лимфоциты, располагающиеся в собственной пластинке, и особенно вблизи ацинусов больших и малых слюнных желез.
Существует 2 подкласса IgA: IgA1 и IgA2.
Сывороточный IgA представлен IgA1, в секретах слизистых, включая слюну, содержание IgA1 и IgA2 примерно одинаковое.
IgA1 связывают белковые антигены, IgA2 – полисахаридные;
Содержание сывороточного IgA достигает взрослого уровня в подростковом возрасте, а секреторного – в детском, т.к. слизистая оболочка с первых дней жизни находится в контакте с внешней средой.
IgA поддерживает целостность эпителиального барьера, т.к. не способен активировать комплемент (не образуются медиаторы воспаления – С5а, С3, С4а) – противовоспалительный иммуноглобулин;
Препятствует адгезии микробов к слизистой оболочке и проникновению антигенов через нее;
Нейтрализует вирусы, токсины и ферменты.

Клеточный иммунитет слизистой оболочки
АГ поступившие в полость рта взаимодействуют с лимфоцитами лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистыми: орофарингеальной части кольца Вальдейера-Пирогова и пейеровых бляшек;
В собственной пластинке покоятся в ожидании повторной встречи с антигеном Т-лимфоциты памяти. Две трети из них составляют лимфоциты CD4+, у которых способность к продукции цитокинов выше, чем способность к пролиферации;
Защиту от внутриклеточных паразитов осуществляют Т-лимфоциты CD8+, которые лежат между эпителиальными клетками над базальной мембраной;
Внутриэпителиальные лимфоциты поддерживают целостность эпителиальных покровов за счет секреции ростовых факторов и удаления поврежденных или инфицированных эпителиальных клеток, регулируют выработку IgA в ходе иммунного ответа.