Строение и функции иммунной системы (лекция № 3)

1.

Лекция №3
Строение и функции иммунной
системы

2.

План:
1.Центральные органы иммунной системы.
2.Периферические органы иммунной
системы.
3. Иммунокомпетентные клетки, их
характеристика.
4. Общая характеристика и строение
иммуноглобулинов,основные классы.
5.Методы определения иммуноглобулинов.

3.

1.Центральные органы иммунной системы
Иммунная система человека служит для:
осуществления функции надзора за постоянством
внутренней среды организма человека,
сохранения его биологической и видовой
индивидуальности,
защиты от появления генетически чужеродных молекул и
клеток
Реализацию приобретенного иммунитета осуществляет
иммунная система. Принцип действия иммунной системы
основан на распознавании «свой-чужой».
Иммунная система включает в себя специализированную,
анатомически обособленную лимфоидную ткань,
«разбросанную» по всему организму в виде различных
лимфоидных образований и отдельных клеток.
Основные функциональные клетки данной системы –
лимфоциты.
Суммарная масса этой ткани составляет 1-2% от всей массы
тела.
Анатомически иммунная система подразделена на
центральную и периферическую части.

4.

Центральными органами
иммунной системы
человека является
костный мозг и
вилочковая железа.
Функции центральных
органов иммунной
системы:
размножение клеток
иммунной системы;
дифференцировка
клеток;
«обучение»
иммунокомпетентых
клеток.

5.

Костный мозг содержит стволовые клетки,
которые являются родоначальницами всех
форменных элементов крови и соответственно ,
иммунокомпетентых клеток.
В стволе костного мозга происходит размножение
и дифференцировка предщественников
лимфоцитов, в том числе популяции
предшественников В-лимфоцитов, которые затем
разносятся по всему организму кровотоком,
дозревают в периферических тканях и занимают
В-зоны.
Здесь же образуются предшественники Тлимфоцитов, который впоследствии мигрируют в
тимус.
Фагоциты и их предшественники также образуются
в костном мозге.

6.

Вилочковая железа ( тимус или
зобная железа) располагается в
верхней части загрудинного
пространства.
тимусе находится большое количество
эпителиальных клеток – тимоцитов
(«клетки-няньки»), которые своими
отростками образуют мелкоячеистую
сеть, где располагаются лимфоциты.
Предшественники Т-лимфоцитов,
поступают в тимус, активно
размножаются и дифференцируются в
зрелые Т-лимфоциты, способные
распознавать чужеродные агенты.
Зрелые Т-лимфоциты мигрируют в с
кровотом из тимуса в другие органы и
ткани и заполняют Т-зоны.

7.

2.Периферические органы иммунной системы
К периферическим органам
иммунной системы относятся:
селезенка,
аппендикс,
миндалины глоточного кольца,
групповые лимфатические
фолликулы ( пейровы бляшки),
лимфатические узлы,
кровь,
лимфа.
В этих органах локализуются
иммунокомпетентные клетки,
прошедшие «обучение» в
центральных органах иммунной
системы.

8.

Функции периферических органов:
обеспечивают местный иммунитет
слизистой оболочки кишечника,
носоглотки, ротовой полости,
дыхательных путей, легочной ткани и
просветов органов.
происходит антигенная стимуляция
иммунокомпетентых клеток,
развитие специфической иммунной
реакции на антиген и обезвреживание
его.

9.

Селезенка – орган, через который
фильтруется кровь. В селезенке
задерживаются антигены,
оказавшиеся в кровотоке и
«состарившиеся» эритроциты
( селезенку образно называют
«кладбище эритроцитов»).
Лимфатические узлы – выполняют
функцию биологического «сита»:
через них фильтруется лимфа,
задерживаются и концентрируются
антигены.

10.

Аппендикс – червеобразный отросток слепой кишки.
Он осуществляет защитную функцию: он содержит
конгломераты лимфоидных фолликулов и
функционирует как часть единой иммунной
системы.
Миндалины — лимфатические образования,
расположенные в области зева. Глоточное кольцо
состоит из шести миндалин (у них есть собственная
нумерация). Сами структуры представляют собой
скопление лимфоидной ткани овальной формы.
Основными функциями являются кроветворение и
защита организма.
Например, в лимфоидной ткани миндалин образуются
лимфоциты — клетки крови, обеспечивающие
гуморальный иммунитет.
Здесь содержится большое количество макрофагов,
которые обладают способностью поглощать и
обезвреживать различные антигены.

11.

3.Иммунокомпетентые клетки, их характеристика
Основные клетки иммунной системы :
Лимфоциты;
Фагоциты,
Гранулоциты,
Моноциты крови.
По функциональной активности иммунокомпетентые
клетки подразделяются на регуляторные и
эффекторные клетки.
Регуляторные клетки управляют функцией
иммунной системы путем выработки медиаторов –
иммуноцитокинов.
Эффекторные клетки являются исполнителем
иммунного реагирования, они действуют на объект
путем биосинтеза биологически активных веществ
(БАВ).

12.

Фагоциты – самая многочисленная фракция
иммунокомпетентых клеток, гетерогенная по
морфологическим свойствам.
Функции фагоцитов:
обладают регуляторной и эффекторной активностью,
вырабатывают иммуноцитокины, ферменты и другие
БАВ,
обеспечивают вне и внутриклеточное разрушение
антигена,
осуществляют фагоцитоз.

13.

Лимфоциты – подвижные мононуклеарные клетки,
которые в зависимости от места созревания
подразделяются на Т - и В – лимфоциты.
Функции лимфоцитов:
Распознают генетически чужеродные молекулы;
Участвуют в регуляции иммунного ответа,
Формируют гуморальный и клеточный
иммунитет,
Формируют иммунологическую память и
толерантность.
В-лимфоциты – это эффекторные
иммунокомпетентые клетки, которые:
ответственны за синтез иммуноглобулинов,
участвуют в презентации антигена
иммунологической памяти и
гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ)

14.

Т-лимфоциты – популяция лимфоидных клеток, в состав
которой, входят субпопуляции клеток-регуляторов (Тхелперы) и клеток-эффекторов (Т-киллеры). Данные
субпопуляции различаются по специфичесиким продуктам
биосинтеза, рецепторному аппарату и функциональной
активности.
Т-лимфоциты обеспечивают клеточные формы иммунного
ответа определяют силу и продолжительность иммунного
ответа.
Т-хелперы (помошники) – субпопуляция Т-лимфоцитов,
выполняющая регуляторную функцию. Основным продуктом
биосинтеза Т-хелперов являются цитокины. Получив от
антигенпрезентирующих клеток информацию об антигене,Тхелперы с помощью цитокинов воздействуют на клоны Т- и Влимфоцитов, включая созревание, дифференцировку
эффекторных клеток (Т-киллеров и В-лимфоцитов).
Т-киллеры- субпопуляция Т-лимфоцитов, на долю которой
приходится 25% всей популяции Т-лимфоцитов.
Т-киллер распознает клетки с измененной антигенной
структурой, поэтому его мишенью являются мутировавшие и
пораженные вирусом клетки или трансплантаты.

15.

4.Общая характеристика и строение иммуноглобулинов
Иммуноглобулинами называются белки, которые
синтезируются под влиянием антигена и специфически с
ним реагируют.
При электрофорезе они локализуются в глобулиновых
фракциях.
Иммуноглобулины состоят из полипептидных цепей.
В молекуле иммуноглобулина различают четыре структуры:
• Первичная – это последовательность определенных
аминокислот. Она строится из нуклеотидных триплетов,
генетически детерминируется и определяет основные
последующие структурные особенности.
• Вторичная определяется конформацией полипептидных
цепей.
• Третичная определяет характер расположения отдельных
участков цепи, создающих пространственную картину.
• Четвертичная характерна для иммуноглобулиновых
комплексов. Из четырех полипептидных цепей возникает
биологически активный комплекс. Цепи попарно имеют
одинаковую структуру.

16.

Любая молекула иммуноглобулина имеет Y-образную
форму и состоит из 2 тяжелых (Н) и 2 легких (L)
цепей, связанных между собой дисульфидными
мостиками.
Концевые участки легких и тяжелых цепей молекулы
ИГ достаточно разнообразны .Остальные участки
молекулы ИГ относительно низменны (константны).
В зависимости от строения констатных областей
тяжелых цепей ИГ разделяются на классы
(5 классов) и подвиды (8 подвидов).

17.

Именно эти константные области тяжелых цепей,
существенно отличаясь по аминокислотному составу
у различных классов ИГ, в конечном итоге
определяют особые свойства каждого класса
антител:
lgM активируют систему комплемента;
IgE связывается со специфическими рецепторами на
поверхности тучных клеток и базофилов с
высвобождением из этих клеток медиаторов
аллергии;
IgA секретируется в различные жидкости организма,
обеспечивая секреторный иммунитет;
IgD функционирует в основном в качестве
мембранных рецепторов для антигена;
в IgG проявляет разнообразные виды активности, в
том числе способность проникать через плаценту.

18.

Классы иммуноглобулинов.
1.Иммуноглобулины G, IgG
Иммуноглобулины G – это мономеры, включающие 4 субкласса
(IgGl – 77%; IgG2 – 11%; IgG3 – 9%; IgG4 – 3%), которые
отличаются друг от друга по аминокислотному составу и
антигенным свойствам.
Их содержание в сыворотке крови колеблется от 8 до 16,8
мг/мл. период полураспада составляет 20-28 дней, а
синтезируется в течение суток от 13 до 30 мг/кг. На их долю
приходится 80% от общего содержания ИГ.
Они защищают организм от инфекций.участвует в
аллергических реакциях .
Антитела класса IgG проникают через плаценту и формируют
антиинфекционный иммунитет у новорожденных.
Они способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины,
связывать комплемент, участвовать в реакции
преципитации.

19.

2.Иммуноглобулины М, IgM
Иммуноглобулины М – это наиболее «ранние» из всех классов
ИГ, включающие 2 субкласса: IgM1 (65%) и IgM2 (35%).
Их концентрация в сыворотке крови колеблется от 0,5 до 1,9
г/л или 6% от общего содержания ИГ.
За сутки синтезируется 3-17 мг/кг, а период их полураспада
составляет 4-8 суток. Они не проникают через плаценту.
IgM появляется у плода и участвует в антиинфекционной
защите.
Значительное повышение концентрации IgM в крови
наблюдается при ряде инфекций (малярия, трипаносомозе)
как у взрослых, так и у новорожденных.
Это показатель внутриутробного заражения возбудителя
краснухи, сифилиса, токсоплазмоза, цитомегалии.
IgM – это антитела, образующиеся на ранних сроках
инфекционного процесса. Они отличаются высокой
активностью в реакциях агглютинации, лизиса и связывания
эндотоксинов грамотрицательных бактерий.

20.

3.Иммуноглобулины A, IgA
Иммуноглобулины А – это секреторные ИГ,
включающие 2 субкласса: IgA1 (90%) и IgA2 (10%).
Содержание IgA в сыворотке крови колеблется от
1.4 до 4.2 г/л или 13% от общего количества ИГ;
ежедневно синтезируется от 3 до 50 мкг/кг.
Период полураспада антител составляет 4-5 суток.
IgA содержится в молоке, молозиве, слюне, в
слезном, бронхиальном и желудочно-кишечном
секрете, желчи, моче.
Это основной вид ИГ, участвующих в местном
иммунитете.
Многими авторами определяется как критический
период; этот период особенно важен для
диагностики врожденной или транзиторной
недостаточности местного иммунитета.

21.

4.Иммуноглобулины Е, IgE
Иммуноглобулины Е — это мономеры,
содержание которых в сыворотке крови
ничтожно мало – 0.00005 г/л или 0.002% от
общего количества ИГ.
За сутки синтезируется 0,02мг/кг, а период их
полураспада в сыворотке крови составляет
2-3 дня, а в коже -9-14 дней.
К классу IgE относится основная масса
аллергических антител – реагинов.
Уровень IgE значительно повышается у
людей, страдающих аллергией и
зараженных гельминтами.

22.

5.Иммуноглобулины D, IgD
Иммуноглобулины D – это мономеры; их
содержание в крови составляет 0,03-0.04
г/л или 1% от общего количества ИГ; в
сутки их синтезируется от 1 до 5 мг/кг, а
период полураспада колеблется в
пределах 2-8 дней.
IgD участвуют в развитии местного
иммунитета, обладают антивирусной
активностью, в редких случаях
активируют комплемент.
Полагают, что IgD участвуют в
дифференцировке В-клеток.

23.

5. Методы определения иммуноглобулинов
1.Определение иммуноглобулинов в реакции радиальной
иммунодиффузии (РРИД) по Манчини.
Метод основан на феномене преципитации, когда взаимодействие
антигенов с антителами в геле сопровождается образованием
видимого осадка – преципитата.
При постановке реакции используются моноспецифические
сыворотки против Ig G, М и А человека.
Контрольная сыворотка представляет собой смесь сывороток крови
доноров с известным содержанием иммуноглобулинов.
В условиях опыта исследуемые сыворотки вносят в лунки,
вырезанные в слое агара.
Размер образующегося кольца преципитации вокруг лунки прямо
пропорционален концентрации исследуемого Ig, содержание
которого определяют относительно контрольной сыворотки.
В некоторых случаях при учете результатов отмечается образование
двойных колец преципитации, что связано с присутствием в
исследуемой сыворотке парапротеинов.
Появление парапротеинов у больных наблюдается при миеломной
болезни (L-цепи Ig – белки Бенс-Джонса), моноклональный IgМ
является признаком макроглобулинемии Вандельстрема.
Чувствительность данного метода составляет 10 мкг/мл, ошибка –
15%.

24.

2.Нефелометрия - определение концентрации
взвешенных частиц и высокомолекулярных
веществ в растворе по оценке интенсивности
рассеяния света, проходящего через этот
раствор.
Нефелометрия может быть использована для
определения концентрации белков.
Нефелометрия позволяет с высокой точностью
определить концентрацию IgG, IgA, IgM,
подклассов IgG, СЗ, С4, фактора В, С-реактивного
белка и некоторых других сывороточных белков.
Этот метод подходит для определения белков в
низкой концентрации, например IgE, уровень
которого в сыворотке не превышает 1 мкг/мл.
В настоящее время многие лаборатории
используют нефелометрию в качестве
стандартного метода количественного
определения иммуноглобулинов.

25.

3.Турбидиметрия– определение
концентрации взвешенных частиц,
основанная на оценке интенсивности
поглощения ими света, проходящего через
этот раствор.
При интерпретации результатов
исследования иммуноглобулинов
необходимо учитывать, что их уровень
зависит от возраста.
Изменение уровня иммуноглобулинов в
сыворотке может быть следствием
нарушения их синтеза, катаболизма или
выведения.

26.

Домашнее задание:
Конспект лекции №3.
Теоретический материал учебника под
ред. А.А.Воробьева, В.В.Зверева Основы
микробиологии, вирусологии,
иммунологии, стр. 90-95.

27.

Спасибо за внимание!