Основы иммунологии. Практикум 5

1.

Практикум 5
Основы иммунологии

2.

Защитные функции крови
Человек обладает сложной системой защитных механизмов от
болезнетворных агентов, способной удалять из организма
чужеродное. При этом с кровью связаны три важнейших
механизма защиты:
• Свёртывание
оба способствуют заживлению ран
• Фагоцитоз
• Иммунный ответ на инфекцию

3.

Кровь образована клетками нескольких типов
(или форменными элементами),они
составляют около 45 % объема крови,а
остальное - плазма (55 % объема крови).
Плазма на 90-91% состоит из воды.
Плазма, из которой удалён белок
фибриноген, называется сывороткой.

4.

ПЛАЗМА:
• Белки плазмы – 7-9% её объема.
• Минеральные ионы
• Компоненты, концентрация которых
варьирует – продукты пищеварения
(сахара, жирные кислоты, глицерол,
аминокислоты и др.)
• Витамины
• Продукты, подлежащие выведению
• Гормоны
!
Укажите, какие белки плазмы крови задействованы
в механизмах защиты организма (название, функции).

5.

Роль свертывания крови в защите организма от
инфекции:
При повреждении любой ткани из неё вытекает кровь, которая вскоре свёртывается с
образованием сгустка – это предотвращает дальнейшую потерю крови с одной стороны,
и препятствует проникновению в организм болезнетворных микроорганизмов.
Кровь, вытекающая из раны, соприкасается с воздухом и смешивается с веществами из
поврежденных клеток и разрушенных тромбоцитов (это тромбопластин, факторы
свертывания VII и X, ионы кальция). Всё вместе это приводит к превращению
протромбина в тромбин, который в свою очередь превращает фибриноген в фибрин.
Фибрин формирует сетку, удерживающую клетки крови. Так образуется сгусток,
высыхая, он превращается в прикрывающий рану струп – механический барьер на пути
патогенов.
Со стороны некоторых болезнетворных микробов есть эффективное средство
преодоления данного барьера – фибринолизины. Это, например, стрептокиназа и
стафилококкокиназа, которые растворяют сгусток фибрина, ограничивающий местный
очаг воспаления, что позволяет бактериям быстро распространяться в органы и ткани.

6.

Микроскопируем и зарисуем
мазок крови. Подпишем
рисунок.
abcd-

7.

Клетки
Место образования
ЭРИТРОЦИТЫ
Костный мозг
ЛЕЙКОЦИТЫ
Костный мозг
А) Гранулоциты (72% от
всех лейкоцитов)
Костный мозг
- Нейтрофилы(70%)
Костный мозг
- Эозинофилы (1,5%)
Костный мозг
- Базофилы (0,5%)
(и тучные клетки)
Костный мозг
Б) Агранулоциты (28%)
Костный мозг
- Моноциты (4%)
Костный мозг
Число в 1 мм3 Функция
5 000 000 Транспорт кислорода и
частично СО2
4 900 Фагоцитоз бактерий
105 Аллергические реакции и
антигистаминные свойства
35 Синтез гистамина и
гепарина
280 (дают Фагоцитоз бактерий
тканевые
макрофаги и
дендритные
клетки)
- Лимфоциты (24%)
Костный мозг,
лимфоидная ткань,
селезенка
ТРОМБОЦИТЫ
Костный мозг
1 680 Синтез антител
250 000 Инициация процесса
свёртывания крови
Строение (рис).

8.

Развитие и дифференцировка клеток крови:

9.

Фагоцитоз
Фагоциты способны «заглатывать» микроорганизмы, образуя тем самым
первую линию активной защиты организма при проникновении в него
патогенов.
Существует 2 типа лейкоцитов, способных к фагоцитозу: нейтрофилы и
моноциты (см. таблицу на 7 слайде). Основные этапы фагоцитарной реакции
сходны для тех и других клеток.
Нейтрофилы могут проникать сквозь стенки капилляров и перемещаться по
межклеточным пространствам тканей.
Моноциты вне крови превращаются в крупные амёбоподобные клетки –
макрофаги. Макрофаги могут как активно передвигаться, особенно в печени,
селезенке, лимфатических узлах, так и стационарно окружать заполненные
кровью пространства разных органов. Макрофаги способны поглощать
довольно крупные объекты, такие, например, как старые эритроциты или
малярийные плазмодии.

10.

фагоцитоз
Для облегчения запоминания
стадий фагоцитоза существует
правило «четыре П»:
Приближение / хемотаксис
Прилипание / адгезия
Поглощение / эндоцитоз
Переваривание / биодеградация

11.

Этапы фагоцитоза:
1.
Приближение/Хемотаксис – целенаправленное движение фагоцита к объекту фагоцитоза
(по градиенту концентрации определенных веществ, выделяемых поврежденными
клетками крови, тканями, кровяным сгустком, а также патогенами).
2. Прилипание/Адгезия объекта фагоцитоза на поверхности фагоцита. Большинство
объектов фагоцитоза идентифицируется с помощью рецепторов на поверхности
лейкоцитов. К таким объектам относятся микроорганизмы, грибы, паразиты,
собственные повреждённые или опухолевые, или вируссодержащие клетки, а также
фрагменты клеток.
Адгезия осуществляется двумя возможными механизмами:
а. неммунный механизм - осуществляется за счет неспецифической адсорбции объекта
фагоцитоза на поверхности фагоцита.
б. иммунный механизм – зачастую осуществляется за счет расположенных на поверхности
фагоцита рецепторов к Fc-фрагменту антител (Fc-рецепторы). Этими рецепторами фагоцит
может эффективно «хватать» объект фагоцитоза, к поверхности которого прикреплены
специфические антитела.
Помимо антител на поверхности фагоцитируемых объектов могут быть опсонины – они также
ускоряют процесс фагоцитоза. Это компоненты системы комплемента, лектины (фибронектин)
и др.

12.

Этапы фагоцитоза (продолжение)
3. Поглощение/Эндоцитоз – осуществляется в несколько этапов:
- Инвагинация мембраны фагоцита в месте прикрепления объекта
фагоцитоза
- Погружение - фагоцит обволакивает объект фагоцитоза большими
псевдоподиями
- Образование фагосомы
- Фагосома сливается с лизосомами – образуется фаголизосома
4. Переваривание/Биодеградация: активация метаболизма
фагоцита –механизмов его внутриклеточного киллинга.
Завершение процесса часто сопровождается выбросом продуктов
деградации.

13.

Выделяют два вида фагоцитоза: завершенный и
незавершенный.
А. При завершенном фагоцитозе осуществляются все
основные стадии и объект фагоцитоза полностью
уничтожается.
Б. При незавершенном фагоцитозе четвертая стадия или
отсутствует или не завершается полным уничтожением
объекта фагоцитоза:
для ряда патогенов фагоцитоз является необходимой
ступенью их жизненного цикла, например, у микобактерий
и гонококков. Они обитают внутри клеток-фагоцитов,
получая тем самым защиту от иммунной системы
Незавершенный фагоцитоз –
организма хозяина, а также снижая эффективность
терапии антибиотиками.
возбудитель гонореи существует
Кроме того, если четвертая стадия не завершается полным как внутриклеточный паразит.
уничтожением объекта фагоцитоза, то происходит частичная
деградация антигена для его презентации (представления)
лимфоцитам. Фагоцитирующая клетка в этом случае
исполняет роль антигенпреставляющей клетки.

14.

Функции фагоцитов
А. Уничтожают посредством завершенного фагоцитоза
микроорганизмы и другие объекты, от которых следует очистить
внутреннюю среду макроорганизма.
Б. Распознают и представляют лимфоцитам антигены в ходе
развития иммунного ответа.
В. Секретируют медиаторные молекулы системы иммунитета –
цитокины (например, регуляторный цитокин макрофагов,
оказывающий иммуномодулирующее и пирогенное действие –
интерлейкин-1 (ИЛ-1) и др.)

15.

Вторая линия обороны организма –
иммунный ответ (образование антител)
Каждый антиген распознается специфическим антителом.
Антитела – иммуноглобулины, белки. Человеческий организм
способен образовать около 100 млн. различных антител,
распознающих практически любые чужеродные вещества, в том
числе и те, с которыми мы никогда не сталкивались. Это возможно
благодаря внутриклеточной «перетасовке» частей генов,
кодирующих вариабельные области иммуноглобулинов.
Обычно организм отличает свои и чужие антигены, и против чужих
нарабатывает антитела.

16.

Клеточный и гуморальный иммунитет:
Два типа лимфоцитов отвечают за
специфический иммунный ответ: Т- и Влимфоциты.
Центральные органы иммуногенеза: - тимус и
костный мозг (см.рисунки)
В костном мозге образуются предшественники
Т- и В-лимфоцитов, а также нейтрофилы,
эозинофилы, базофилы и моноциты.
В тимусе образуются и проходят антигеннезависимую дифференцировку Т-лимфоциты
(отсюда и их название).

17.

Клеточный иммунный ответ
Мишенями Т-лимфоцитов служат поврежденные клетки
собственного организма:
• клетки, инфицированные микроорганизмами (чаще – вирусами),
• трансплантированные органы и ткани,
• злокачественные клетки.
Т-лимфоциты образуются и программируются в тимусе. Они
циркулируют между кровью и лимфой, что обеспечивает им доступ
к поврежденным клеткам в разных местах организма.
Т-лимфоциты несут на своей поверхности рецепторы,
позволяющие им распознавать тот антиген, на реакцию с которым
они запрограммированы.

18.

Т-клетки и клеточный иммунный ответ
Среди Т-лимфоцитов по особенностям наружной мембраны выделяют Т-4 и Т8 клетки, различающиеся по своим функциям. Т4 клетки называют хелперами
(«помощниками»). Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), заражает главным
образом их. И существует 2 типа Т-8 клеток: клетки – супрессоры
(«подавители») и клетки-киллеры («цитотоксические клетки»).
Т-4 клетки (хелперы) действуют совместно с фагоцитирующими клетками макрофагами или дендритными клетками (см.рис). Макрофаг захватывает
несущий антигены микроорганизм, отщепляет часть антигена и выставляет его
на свою поверхность – «представляет» его иммунным клеткам. Т-4 лимфоцит с
соответствующим этому антигену рецептором распознаёт его как чужой и в
ответ вырабатывает определенные цитокины, их функции:
• Стимуляция размножения Т-клеток
• Инициация процесса воспаления
• Стимуляция выработки антител В-клетками.

19.

Клетки-киллеры
Т-клетки (тип Т8-лимфоцитов) образуют меньше
цитокинов, но способны убивать пораженные
клетки тела и клетки трансплантированных органов.

20.

Т-супрессоры
Основная их функция — контролировать силу и продолжительность
иммунного ответа. Цитокины, выделяемые клеткамисупрессорами, подавляют активность всех типов лейкоцитов, в том
числе и фагоцитов.
Таким образом, численное соотношение Т-хелперов и Тсупрессоров регулирует силу иммунного ответа в целом.

21.

В-клетки и гуморальный иммунный ответ
Основная функция В-клеток заключается в том, чтобы в ответ на антиген
размножаться и дифференцироваться в плазматические клетки,
продуцирующие антитела.
• В-лимфоциты распознают каждая свой антиген и синтезируют
антитела.
• В-лимфоциты могут распознавать антигены посредством
специфических рецепторов, которые по мере созревания Влимфоцитов появляются на их мембранах. Взаимодействие антигена с
такими рецепторами является сигналом активации В-лимфоцитов (при
участии Т-клеток) и их дифференцировки в плазматические клетки,
секретирующие специфические для данного антигена антитела иммуноглобулины.

22.

Клетки памяти и клетки - эффекторы.
Среди В-лимфоцитов выделяют В-клетки памяти и В-клетки
эффекторы (то есть те, которые осуществляют непосредственное
действие – эффект), которые еще называют плазматическими
клетками. Они выделяют в кровь огромные количества антител и
живут 2-3 суток: зрелые плазматические клетки способны
синтезировать несколько тысяч иммуноглобулинов в секунду.
После связывания антигена в иммунный комплекс с антителом,
происходит его устранение одним из нескольких способов,
например фагоцитозом.

23.

В-клетки памяти
Клетки памяти способны годами
существовать в организме и давать
иммунный ответ на возможную инфекцию в
будущем.
Реакция на повторное заражение,
называемая вторичным иммунным ответом,
развивается намного быстрее и по силе
превышает первичный иммунный ответ при
взаимодействии с антигеном.
При повторном поступлении антигена клетки
памяти (при участии Т-клеток) быстро
превращаются в лимфоциты-эффекторы,
которые вступают в реакцию с антигеном.