Тема лекції: “Структура та функції імунної системи. Імунологічні методи досліджень”.

6.68M

Категория:

Биология

Похожие презентации:

Неспецифічні фактори захисту організму. Імунна система організму

Імунна система

Антитіла. Властивості імуноглобулінів та їх функції. Механізм та фази імунної відповіді

Розпізнавання антигену специфічною імунною системою. Антитіла: структура і функції

Імунна система людини, особливості її функціонування. Рівні імунної системи

Вчення про імунітет. Види імунітету. Фактори неспецифічної резистентності організму

Імунна система людини, особливості її функціонування

Реактивність та резистентність. Поняття про імунітет. Імунопрофілактика

Структура та функції імунної системи. Імунологічні методи досліджень

1. Тема лекції: “Структура та функції імунної системи. Імунологічні методи досліджень”.

Івано-Франківський національний медичний університет
Кафедра внутрішньої медицини №1,
клінічної імунології та алергології
імені академіка Нейка Є.М.
Тема лекції:
“Структура та функції
імунної системи.
Імунологічні методи досліджень”.
Підготував:
доцент кафедри,
к.мед.н. Камінський В.Я.

2.

План лекції
1. Визначення та класифікація імунітету.
2. Структура імунної системи.
3. Гуморальна ланка природженого імунітету.
4. Клітинна ланка природженого імунітету.
5. Антиген, його презентація та ГКГ.
6. Гуморальна ланка набутого імунітету.
7. Клітинна ланка набутого імунітету.
8. CD та цитокіни.
9. Імунологічні методи досліджень.

3.

Визначення
Клінічна
імунологія
–
це
клінічна і лабораторна дисципліна,
яка
займається
обстеженням,
діагностикою та лікуванням хворих
із порушеннями імунної системи.

4.

Визначення
Імунітет (від лат. immunitas –
звільнення, позбавлення від будь-чого) –
це захист організму від генетично
чужорідних
екзогенного
походження.
речовин
чи
(антигенів)
ендогенного

5.

Класифікація
Імунітет
Природжений
(неспецифічний)
Гуморальний
Клітинний
Набутий
(специфічний)
Гуморальний
Клітинний

6.

Фактори природженого і
набутого імунітету
Природжений імунітет
(неспецифічна
резистентність)
Шкіра та слизові оболонки:
сальні та потові залози,
миготливий епітелій слизових
оболонок, травні ферменти.
Гуморальні фактори захисту:
лізоцим, комплемент, білки
гострої фази, фібронектин,
інтерферони, природні антитіла,
пропердин, β-лізин та ін.
Клітинні фактори захисту:
фагоцити (фагоцитоз), кілерні
клітини.
Набутий (специфічний)
імунітет
Гуморальні фактори захисту:
В-лімфоцити, антитіла.
Клітинні фактори захисту:
Т-лімфоцити: хелпери,
цитотоксичні, регуляторні.

7.

Класифікація
Набутий імунітет
Природний
Штучний
Активний
Пасивний
Активний
Пасивний
Інфекція;
контакт з
патогеном
Антитіла
від матері
до плода
через
плаценту
Вакцинація
Введення
сироватки
(гамаглобуліни)

8.

Імунний захист

9.

10.

Імунна (лімфоїдна) система
Органи імунної системи разом складають єдиний дифузний
орган, поєднаний спільною функцією. Маса його близько 1,5-2,0 кг, а
кількість лімфоїдних клітин сягає астрономічних цифр, при цьому кожна
десята клітина організму здійснює функцію імунологічного нагляду.
Анатомо-фізіологічний
принцип
побудови
імунної системи – органно-циркуляторний. Тобто є
лімфоїдні органи, але лімфоцити не “сидять” у них
постійно, а інтенсивно рециркулюють між лімфоїдними
органами
та
нелімфоїдними
тканинами
через
лімфатичні судини і кров: через один лімфовузол
протягом 1 год. проходить біля 10 млрд. лімфоцитів.

11.

Локалізація
імунної
системи
1 – червоний кістковий мозок;
2 – тимус;
3 – лімфоїдна тканина слизових оболонок;
4 – лімфатичні вузли;
5 – лімфатичні судини;
6 – грудна лімфатична протока;
7 – селезінка;
8 – печінка;
9 – внутрішньоепітеліальні лімфоцити.

12.

Органи імунної системи
Центральні
Периферичні
Тимус
Червоний
кістковий
мозок
Дозрівання
Т-клітин
Дозрівання
В-клітин
Інкапсульовані
Лімфовузли
Неінкапсульовані
Селезінка
Елімінація АГ
Елімінація АГ
з лімфи і
із кровотоку
тканинної рідини
Лімфоїдна тканина слизових оболонок
Лімфоїдна
тканина
носоглотки
Лімфоїдна
тканина
ШКТ
Лімфоїдна
тканина
бронхів
Лімфоїдна
тканина
сечо-статевих
шляхів
Лімфоїдна
тканина
шкіри

13.

Неінкапсульована
лімфоїдна тканина
Усі її відділи функціонують як єдине ціле. Інтегральний зв’язок
між слизовими оболонками забезпечує секреторна імунна система, яку
ще називають місцевим імунітетом.
Імунна система, асоційована зі слизовими оболонками і шкірою
GALT
BALT
NALT
SALT
MALT - mucosa-associated lymphoid tissue:
GALT - Gut-Associated Lymphoid Tissue - із кишечником;
BALT - Bronchus-Associated Lymphoid Tissue - із бронхами та бронхіолами;
NALT - Nasopharynx-Associated Lymphoid Tissue - глоткове кільце Пирогова-Вальдейєра;
SALT - Skin-Associated Lymphoid Tissue - зі шкірою.

14.

15.

Система комплементу
Назва походить від слова “complementer” (той, що доповнює),
оскільки на початку ХХ ст. було виявлено гіпотетичний фактор, який
доповнював антитіла у лізисі і фагоцитозі бактерій, що й дістав назву
комплемент. Надалі з’ясували, що комплемент – це система білків
сироватки та мембран клітин.
Дев’ять перших відкритих
білків
системи
комплементу
позначили буквою ”С” (за першою
буквою
слова
відповідними
С3,… …С9.
“complement”)
цифрами:
С1,
із
С2,

16.

Функції
системи комплементу
Комплемент
Бактерії
Фагоцит
Бактерії
1. Лізис
2. Хемотаксис
3. Опсонізація
1.
Система комплементу
здатна без участі
антитіл руйнувати
мембрани багатьох
бактерій.
2.
Продукти активації
комплементу
приваблюють до місця
реакції фагоцити.
3.
Покриваючи поверхню
бактерій, компоненти
комплементу
полегшують фагоцитам
їх розпізнання та
поглинання.

17.

Опсонізація та
фагоцитоз

18.

Шляхи активації
системи комплементу
В нормі система комплементу знаходиться у “сплячому стані”. При
появі у внутрішньому середовищі мікроорганізмів система активується.
Відомо 3 шляхи активації системи комплементу: класичний,
альтернативний і лектиновий.
Класичний шлях активації ініціюється комплексами АГ-АТ.
Альтернативний шлях активації – безпосередньо мікробами.
Лектиновий шлях активації розпочинається зі
зв’язування лектину (білка сироватки крові) з мікробом.
Далі фермент протеаза розщеплює С4 і наступні реакції
проходять по класичному шляху.
Компоненти комплементу С5, С6, С7, С8, С9
колективно
отримали
назву
мембраноатакуючий
комплекс, оскільки він формує пори в мембрані
мікробних клітин (перфорація мембрани) і, як наслідок,
викликає їх лізис.

19.

Шляхи активації
системи комплементу
Комплекс АГАТ
(IgM або IgG)
Лектиновий шлях
Альтернативний шлях
Лектин
Класичний шлях
Протеаза
Мембраноатакуючий
комплекс
Мембраноатакуючий
комплекс

20.

Мембраноатакуючий
комплекс

21.

Білки гострої фази
Білками гострої фази називають кілька білків сироватки крові,
концентрація яких значно зростає при запальних процесах. До цих білків належать Среактивний білок (СРБ), фібриноген, маннозо-зв’язуючий лектин, серомукоїд.
Основне місце їх синтезу – печінка. Значна кількість цих білків з’являється у крові
протягом перших 2 днів розвитку гострого процесу, коли специфічних АТ ще немає.
Останні зможуть продукуватися лише через 5-7 днів.
Назва “С-реактивний білок” походить зі спостереження, що цей білок
зв’язує стафілококи групи С.
Таке явище, коли зв’язування мікроба в комплекс з певним білком
забезпечує можливість поглинання цього мікроба фагоцитом, називається
опсонізацією (від лат. оpsonіn – посилюючий).
Білки, які здатні обволікувати
мікроби і посилювати їх фагоцитоз,
називають опсонінами.
До них належать імуноглобуліни,
білки
гострої
фази,
компоненти
комплементу та інші.

22.

С-реактивний білок

23.

Інтерферони
Це глікопротеїни, що виробляються клітинами у відповідь на
вірусну інфекцію та інші стимули. Розрізняють три види інтерферонів (ІФН):
ІФН-α, ІФН-β, ІФН-γ. Перші два володіють противірусним та протипухлинним
ефектом, а третій регулює специфічну імунну відповідь та неспецифічну
резистентність.
У
Вірус
нормі
ІФН-α
ІФН-α
продукується
мононуклеар-
ІФН-β
ними фагоцитами (інша назва
– “лейкоцитарний” ІФН), а
Інфікована
клітина
ІФН-β
–
фібробластами
(“фібробластний” ІФН). ІФН-γ
Т-клітина
Антиген
ІФН-γ
Стійка
до віруса
клітина
(“імунний” ІФН) продукується
Т-лімфоцитами і природними
кілерами.

24.

25.

Формені елементи крові

26.

Лейкоцити
Гранулоцити
Нейтрофіли Еозинофіли
Юні
Агранулоцити
Базофіли
Паличко- Сегментоядерні
ядерні
Тканинні базофіли
(опасисті клітини,
мастоцити, лаброцити)
Моноцити
Лімфоцити
Т-лімфоцити В-лімфоцити
Тканинні
макрофаги
Плазматичні
клітини

27.

Природжений клітинний
імунітет
Фагоцитоз – це процес поглинання
чужорідного матеріалу, його руйнування і
виведення
з
організму.
Головними
клітинами, що здійснюють фагоцитоз, є
моноцити/макрофаги і нейтрофіли.
Фагоцитоз може бути завершеним,
коли захоплений мікроорганізм гине, та
незавершеним, коли мікроби не гинуть.
Прикладом незавершеного фагоцитозу є
фагоцитоз
гонококів,
мікобактерій
туберкульозу і лейшманій.
Ілля Ілліч Мечніков
(1845-1916)
Лауреат Нобелівської премії 1908 р.
(спільно з Паулем Ерліхом)

28.

Фагоцитоз
1.
2.
3.
4.
5.
Етапи фагоцитозу:
Активація фагоцита.
Хемотаксис (рух до об’єкта, що
спричинив активацію).
Адгезія (прикріплення до об’єкта).
Поглинання об’єкта.
Процесинг (перетравлення).
Макрофаг атакує бактерію
Макрофаг атакує гельмінта
Макрофаг і стрептокок
Макрофаг та E.coli

29.

Природжений клітинний
імунітет
Цей
вид
імунітету
забезпечують
мононуклеарні
фагоцити,
поліморфноядерні лейкоцити, кілерні клітини (природні кілери та інші).
Мононуклеарні
фагоцити
(триваложивучі):
моноцити і
макрофаги.
Поліморфноядерні нейтрофіли (короткоживучі)
Еозинофіли
Базофіли
Опасисті клітини
тканинні

30.

Система
мононуклеарних фагоцитів

31.

32.

Антиген
Антиген – це генетично чужорідна речовина, яка може викликати в
організмі антитілоутворення та інші форми імунної відповіді, а також
взаємодіяти з антитілами та антигенрозпізнавальними клітинами.
Антигени можуть бути екзогенні (бактерії, гриби, найпростіші, віруси)
та ендогенні (клітини, модифіковані вірусами, ксенобіотиками, старінням,
ракові клітини та ін.).
Властивості антигенів:
1. Імуногенність – здатність індукувати
специфічну імунну відповідь.
2. Антигенність – здатність специфічно
реагувати
з
антитілами
чи
клітинами,
виробленими на введення даного антигену.

33.

Антиген
Епітопи
Антиген
Епітоп (антигенна детермінанта) – це місце на антигені,
яке специфічно реагує з антитілом.

34.

Антигенпрезентуючі клітини
Макрофаги
Дендритні клітини
В-лімфоцити

35.

Процесинг і представлення
антигена
1. Ендоцитоз АГ.
2. Фагоцитарна вакуоля зливається з лізосомою, ферменти модифікують АГ, який
зв’язується з молекулою ГКГ–І чи –ІІ всередині вакуолі.
3. Екзоцитоз комплексу АГ із ГКГ на поверхню антигенпрезентуючої клітини.

36.

Головний комплекс
гістосумісності
Головний комплекс гістосумісності (ГКГ) (Major Histocompatibility
Complex – MHC) – велика група мембранних білків, які забезпечують
унікальність кожного організму та беруть участь в імунних реакціях. Білки
ГКГ ще називають антигенами ГКГ або молекулами ГКГ.
ГКГ у людини називається HLA (Human Leukocyte Antigens),
оскільки вперше були знайдені на лейкоцитах.
Хоча молекули HLA, зазвичай, і
називаються
виявляють
випадку,
антигенами,
антигенність
коли
але
лише
розпізнаються
вони
в
тому
імунною
системою не власного, а генетично іншого
організму, наприклад, при пересадці органу
від однієї людини до іншої.

37.

Антигени HLA
HLA поділяється на 2 класи:
1. Білки HLA І класу наявні майже на усіх клітинах. Вони переважно
беруть участь в реакціях клітинного імунітету на внутрішньоклітинні
антигени (віруси, пухлинні клітини, внутрішньоклітинні бактерії).
2. Білки HLA ІІ класу наявні на антигенпрезентуючих клітинах
(макрофаги, дендритні клітини і В-лімфоцити). Вони переважно беруть
участь в реакціях гуморального імунітету на позаклітинні антигени
(бактерії).
Існують також молекули HLA ІІІ класу, але
вони не мають відношення до гістосумісності.
Основна функція білків ГКГ – представлення антигену для розпізнання Т-лімфоцитам.

38.

Антигени HLA
Молекула
HLA I класу
Молекула
HLA II класу

39.

Гени HLA
Крім молекул HLA існують гени HLA, які відповідають за їх синтез. У
людини комплекс генів HLA розташований на короткому плечі 6-ої
хромосоми у певних локусах (ділянках).
Гени HLA І класу містяться переважно у локусах: А, В, С.
Гени HLA ІІ класу – переважно у локусі D, який складається з трьох
сублокусів: DR, DQ і DP.
Певні локуси відповідають за синтез
відповідних HLA-молекул: локус А – за синтез
HLA-А, локус DR – за синтез HLA-DR і т.д. Тобто до
антигенів І класу належать молекули HLA-А, HLAВ, HLA-С, а до ІІ класу – HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP.

40.

DR
DQ
DP

41.

42.

Набутий гуморальний
імунітет
Гуморальний імунітет реалізується
шляхом вироблення антитіл, які руйнують
і/або виводять АГ з організму.
Мета гуморального імунітету –
продукція антитіл на будь-який АГ.
АТ
виробляються
плазматичними
клітинами, які утворюються з В-лімфоцитів.
Пауль Ерліх
(1854-1915)
Лауреат Нобелівської премії 1908 р.
(спільно з І.І. Мечніковим)

43.

Набутий гуморальний
імунітет
У розвитку гуморального імунітету беруть участь
В-лімфоцит
три види клітин:
1. Антигенпрезентуюча клітина: поглинає і видозмінює
АГ; зв’язує видозмінений АГ з молекулою ГКГ ІІ класу;
виводить на свою поверхню комплекс видозміненого АГ і
ГКГ-ІІ; виробляє ІЛ-1.
2. Т-хелпери: активуються під впливом комплексу АГ із
ГКГ-ІІ та ІЛ-1; виробляють ІЛ-4 та ІЛ-5.
3. В-лімфоцити: активуються під впливом комплексу АГ із
ГКГ-ІІ
та
ІЛ-4
і
-5;
інтенсивно
розмножуються
і
диференціюються в плазматичні клітини, які виробляють
АТ;
останні
нейтралізують
АГ
неспецифічних факторів імунітету.
і
сприяють
активації
Плазматична
клітина

44.

ГУМОРАЛЬНА ІМУННА ВІДПОВІДЬ

45.

Антитіла
Існує 5 класів імуноглобулінів: М, G, A, E, D, наступна арабська
цифра означає підклас. Підкласи є лише в імуноглобулінів класів G (G1,
G2, G3, G4) та А (А1, А2).
У
ділянка
кожного
АТ
є
ділянка
(варіабельна
фрагмент
–
антигензв’язуюча
Fragment
Antigen
або
Fab-
Binding)
і
константна ділянка (Fc-фрагмент – Fragment
Constant), яка може зв’язуватися з різними
клітинами.
Молекула
Ig
складається
з
4
поліпептидних ланцюгів: двох важких та двох
легких.
Ig G

46.

Класи імуноглобулінів
Іg А виділяється в порожнини і міститься в секретах залоз
(молозиві, слині, сльозах, сечі). Щоденно секретується на слизові 4-5 г цього
білка.
Ig D є, переважно, рецептором для АГ на В-лімфоцитах.
Ig Е бере участь у розвитку алергічних реакцій.
Ig М утворює комплекси з 5 штук (пентамери), його концентрація
зростає при гострих або вперше виниклих інфекціях, служить рецептором
для АГ на В-лімфоцитах.
Ig G складає близько 80% усіх Ig; зв’язує бактерії та віруси, бере
участь у фагоцитозі; збільшення його концентрації спостерігається при
хронічних або повторно виникаючих інфекціях. Ig G проникає через
плаценту.

47.

Будова імуноглобулінів

48.

49.

Набутий клітинний імунітет
Клітинний
імунітет
реалізується
шляхом
вироблення
цитотоксичних Т-лімфоцитів, які руйнують і/або виводять АГ з організму.
Виділяють 5 функцій клітинного
імунітету:
реакція відторгнення органів і тканин;
захист від вірусних і грибкових інфекцій,
протозойних інвазій;
протипухлинний захист;
автоімунні реакції;
реакції “трансплантат проти господаря”.

50.

Набутий клітинний імунітет
У розвитку клітинного імунітету беруть участь три види клітин:
1. Антигенпрезентуюча клітина: поглинає і видозмінює АГ; зв’язує
видозмінений АГ з молекулою ГКГ-І (іноді - з ГКГ-ІІ); виводить на свою
поверхню комплекс видозміненого АГ і ГКГ-І; виробляє ІЛ-1.
2. Т-хелпери: активуються під впливом комплексу АГ із ГКГ-І та ІЛ-1;
виробляють ІЛ-2.
3. Цитотоксичні Т-лімфоцити: активу-
ються під впливом комплексу АГ із ГКГ-І;
інтенсивно
розмножуються;
нейтралізують
АГ
за
вбивають
допомогою
або
різних
механізмів: виділяють перфорини, індукують
апоптоз,
активують
систему комплементу,
макрофагів.
неспецифічні
фагоцитоз і
фактори:
секрецію

51.

КЛІТИННА ІМУННА ВІДПОВІДЬ
Людські клітини

52.

53.

Кластери диференціювання
Лімфоцити людини мають рецептори для будь-яких потенційних АГ.
Лімфоцити здатні розпізнати близько 1018 антигенів.
Згідно із міжнародною класифікацією, всі антигенні маркери
лімфоцитів та інших клітин зведені в групи і позначені як кластери
диференціювання або CD. В даний час відомо понад 320 CD.
CD3
Усі зрілі Т-лімфоцити.
CD4
Т-хелпери.
CD8
Цитотоксичні Т-лімфоцити.
CD16 Природні кілери (NK-клітини).
CD19 В-лімфоцити (залежно від ступеня зрілості
–24 клітини).

54.

Цитокіни
Цитокіни
переважно
імунної
це
білки
активованих
клітин
системи,
–
що
забезпе-
чують міжклітинні взаємодії.
До
цитокінів
належать
інтерферони (ІФН), інтерлейкіни
(ІЛ),
фактори
некрозу
пухлин
(ФНП), фактори росту, хемокіни.
Цитокіни
діють
за
естафетним
принципом:
дія
цитокіну
клітину
на
викликає
утворення нею інших цитокінів
(цитокіновий каскад).

55.

Механізми дії цитокінів
Розрізняють наступні механізми дії цитокінів:
1.
Інтракринний механізм – дія цитокінів всередині клітини-продуцента.
2.
Аутокринний
механізм
–
дія
секретованого
цитокіну
секретуючу клітину.
3.
Паракринний
механізм
–
дія
цитокінів
на
близькорозташовані клітини і тканини.
4.
Ендокринний механізм – дія цитокінів на відстані від
клітин-продуцентів.
на
саму

56.

Цитокіни
Інтерлейкіни (ІЛ). Відомо понад 30 інтерлейкінів. До прозапальних
належать ІЛ-1, -2, -6 та ін. До протизапальних – ІЛ-4, -10, -12 та ін.
Фактори некрозу пухлин (ФНП). Є ФНП-α та ФНП-β. ФНП-α
продукується переважно макрофагами, а ФНП-β – лімфоцитами.
Колонієстимулюючі
диференціювання
гранулоцитарний
фактори
стовбурових
(Г-КСФ),
(КСФ).
клітин
у
макрофагальний
Регулюють
кістковому
(М-КСФ),
поділ
мозку.
і
Є
гранулоцитарно-
макрофагальний (ГМ-КСФ).
Трансформуючий
фактор
для
фактор
росту-β.
моноцитів/макрофагів.
Є
Потужний
переважно
деактивуючий
протизапальним
цитокіном, хоча інколи діє прозапально.
Хемокіни – низькомолекулярні цитокіни (близько 40), відповідають
за хемотаксис, регулюють рухливість лейкоцитів.

57.

Цитокіни
Інтерферон-α
Інтерлейкін-10
Інтерлейкін-6
TNF-α

58.

59.

Методи імунологічного
дослідження
І. Дослідження неспецифічного (природженого) імунітету:
1) орієнтувальні тести (І рівня);
2) уточнювальні тести (ІІ рівня).
ІІ. Дослідження специфічного (набутого) імунітету.
І. Характеризують роботу імунної
системи загалом. Не спрямовані для
виявлення конкретних збудників, клітин
чи АТ. Після аналізу орієнтувальних тестів
лікар
вирішує,
чи
є
необхідність
продовжити уточнювальні тести.
ІІ. Призначені для визначення
специфічних АГ, які належать конкретним
збудникам, і специфічних АТ, спрямованих проти конкретних АГ.

60.

Дослідження
неспецифічного імунітету
1) До орієнтувальних тестів (І рівня) належить визначення:
• загальної кількості лейкоцитів;
• абсолютного і відносного вмісту лімфоцитів;
• фагоцитарної активності лейкоцитів (фагоцитарний показник – кількість
мікробів, захоплених однією клітиною; фагоцитарний індекс – процент клітин,
що беруть участь у фагоцитозі);
• вмісту імуноглобулінів класів А, М, G;
• титру комплементу.
2) До уточнювальних тестів (ІІ рівня) належить визначення:
• субпопуляцій Т-лімфоцитів (хелпери, цитотоксичні,
їх співвідношення Тх/Тс – імунорегуляторний індекс);
• кількості В-лімфоцитів;
• активності NK-клітин;
• компонентів комплементу;
• вмісту імуноглобулінів Е та інші.

61.

Дослідження
специфічного імунітету
Для визначення специфічних АГ чи АТ використовують групи методів:
• преципітації (утворення осаду з нерозчинних комплексів АГ-АТ в розчині, гелі,
агарі; напр., визначення рівня імуноглобулінів за методом Манчіні);
• аглютинації (осадження імуноглобулінами клітин, навантажених АГ; напр.,
визначення груп крові, діагностика імунологічного безпліддя);
• лізису (споживання комплементу у двох парних системах АГ-АТ; напр.,
визначення рівня АТ до вірусів поліомієліту, герпесу, реакція Васермана);
• радіоімунний (визначення АГ чи АТ шляхом детекції комплексів, мічених
радіоактивним йодом; напр., визначення вмісту гормонів, АТ до них);
• імунофлюоресцентний (визначення АГ чи АТ
шляхом детекції флюоресціюючих комплексів;
напр., визначення популяцій імуноцитів);
• імуноферментний (ELISA) (визначення АГ чи АТ
шляхом їх взаємодії, відповідно, з АТ чи АГ,
міченими ферментами, що приводить до зміни
забарвлення).

62.

Огюст Роден
“Мислитель”

63.

Дякую за увагу!

English Русский Правила