История иммунологии. Современные методы фундаментальной и медицинской иммунологии.
Ответы:
Определения иммунитета и иммунной системы. Основные разделы иммунологии.
Иммунитет – (термин ввел Луи Пастер ) - Способ защиты организма от всех антигенно чужеродных веществ как экзогенной, так и эндогенной природы, фактор стабильности онтогенеза (Галактионов, 1998).
Состояние повышенной устойчивости к биологической агрессии (в первую очередь к развитию заболеваний, вызываемых конкретными инфекционными агентами). Обусловлено мобилизацией иммунных механизмов и их готовностью к эффективному иммунному ответу против агрессивных агентов (Ярилин, 1999).
Способность многоклеточных организмов поддерживать постоянство своего макромолекулярного состава путем удаления чужеродных молекул, что обеспечивает устойчивость к инфекционным агентам и резистентность к опухолям (Лекция).
Врождённый иммунитет - система предсуществующих защитных реакций организма, присущих данному виду как наследственно обусловленное свойство (Г.).защитная система организма, работающая за счёт молекулярных механизмов, закодированных в генах зародышевой линии; такой и.о., в отличие от адаптивного и.о., развивается немедленно, не обладает АГ специфичностью и не имеет им. памяти (Альбертс, 2013). «первая линия обороны», обеспечивающаяя немедленное, но неспецифическое реагирование у всех растений и животных (интернеты).
Адаптивный иммунитет - система, формирующая специфический по отношению к АГ ответ, осуществляемый клонами Т- и В-клеток, имеющих соответствующие АГ-распознающие рецепторы (Г.) Система, обеспечивающая клональный ответ иммунной системы позвоночных на специфический АГ; в норме приводит к форми-рованию иммунологической памяти (А.)
|
|
|
Молекулы-мишени иммунитета
1. Образы патогенности, или патогенассоциированные молекулярные
паттерны
(Pathogen-associated molecular patterns — PAMP)
2. Антигены — высокомолекулярные соединения, способные специфически
стимулировать иммунокомпетентные лимфоидные клетки и обеспечивать тем
самым развитие иммунного ответа.
3. Стрессорные молекулы и образы опасности
(danger-associated molecular patterns, DAMP)
Рецепторы иммунитета
1. Рецепторы, распознающие патогены (Pathogen-recognizingreceptors, PRR),
предназначены для распознавания PAMP.
- толл-подобные рецепторы (Toll-likereceptors — TLR)
- NOD-рецепторы (от Nucleotide oligomerizing domains)
2. Антигенраспознающие рецепторы
- В-клеточные рецепторы (BCR — B-cellreseptors)
- Т-клеточные рецепторы (TCR — T-cellreceptor): αβTCR и γδTCR
TCR взаимодействуют с молекулами главного комплекса гистосовместимости —
MHC (Majorhistocompatibilitycomplex)
3. Рецепторы, распознающие стрессорные молекулы,
NKG2D, NСR
Иммунная система - Иммунные процессы осуществляются клетками костномозгового происхождения, относящимися к двум кроветворным линиям — миелоидной
|
|
|
и лимфоидной. Миелоидные клетки «отвечают» за реакции врожденного, лимфоидные — преимущественно за реакции адаптивного и только частично — врожденного иммунитета (рис. 1.2).
Врожденный иммунитет реализуется клетками (преимущественно фагоцитами), практически не нуждающимися в межклеточных контактах и коммуникациях. В связи с этим отсутствует необходимость их локализации в специализированных органах иммунной системы: амебоциты беспозвоночных и миелоидные клетки позвоночных широко распределены по организму; особенно богаты ими барьерные ткани. До формирования адаптивного иммунитета (например, у беспозвоночных) специальные органы иммунной системы отсутствовали.
Адаптивный иммунный ответ основан на постоянных межклеточных контактах и кооперации между клетками. Кроме того, в связи с клональнойприродой ответа возникает необходимость в особых механизмах концентрации (рекрутирования) клеток конкретных клонов в определенном месте.
Обеспечение диалога между клетками и их вовлечение в иммунный ответ возможно лишь в условиях органной структуры. Поскольку адаптивный иммунный ответ обеспечивается лимфоидными клетками, органы иммунной системы являются прежде всего лимфоидными органами.
|
|
|
Иммунная система состоит из центрального и периферического отделов (рис. 1.3). Центральный отдел содержит органы (первичные, или центральные, лимфоидные органы), в которых происходят дифференцировка и созревание лимфоцитов: костный мозг и тимус (вилочковая железа). Костный мозг — основной орган лимфо- и гемопоэза. Кроме того, он служит местом сосредоточения эффекторных клеток адаптивного иммунитета (например, плазмоцитов). Таким образом, только тимус является чисто центральным лимфоидным органом. Основная его функция — обеспечение развития
Т-лимфоцитов (см. ниже). У птиц, некоторых рептилий, а также у жвачных млекопитающих имеется особый тип центральных лимфоидных органов или лимфоидных структур, в которых развиваются В-лимфоциты (у птиц и рептилий — сумка, или бурса Фабриция). Название центральных лимфоидных органов определило обозначение основных типов лимфоцитов: Т (тимусзависимые) и В (бурсазависимые). Название третьего типа лимфоидных клеток —
NK-клеток — происходит от выполняемой ими функции (естественные киллеры — naturalkillers).Периферический отдел иммунной системы образован вторичными (периферическими) лимфоидными органами: неинкапсулироваными лимфоидными структурами, связанными со слизистыми оболочками, диффузнораспределенными лимфоидными и миелоидными клетками и инкапсулированными (т.е. истинными, морфологически изолированными) лимфоидными органами. Лимфоидные органы взаимосвязаны путями рециркуляции лимфоцитов (лимфатическая и кровеносная системы). Выделяют 3 разновидности инкапсулированных лимфоидных органов — лимфатические узлы, селезенка и пейеровы бляшки. Все лимфоидные органы организованы сходным образом. В качестве примера можно рассмотреть структурулимфатических узлов (см. рис. 3.68). В них выделяют зоны сосредоточения Т-лимфоцитов (паракортикальные зоны), В-лимфоцитов (фолликулы), а также сегменты, в которых В- и Т-клетки соседствуют друг с другом.
|
|
|
В селезенке аналогично структурирована белая пульпа. Собственно, именно белая пульпа представляет вторичный лимфоидный орган, тогда как красная пульпа имеет иную структуру и ее функции только частично относятся к иммунитету. Аналог лимфатических узлов — пейеровы бляшки кишечника, содержащие структуры, связанных с транспортом антигенов через эпителиальный барьер; их главным компонентом являются эпителиальные
М-клетки. Лимфоидные образования слизистых оболочек (миндалины,
одиночные фолликулы, аппендикс) соответствуют отдельным структурным элементам лимфоидных органов, чаще всего лимфоидным фолликулам. Комплекс этих образований вместе с диффузно распределенными лимфоцитами, пейеровыми бляшками и региональными лимфатическими узлами формирует лимфоидную ткань, связанную со слизистыми оболочками (Mucosa-associatedlymphoidtissue — MALT). Стромальные клетки лимфоидных органов и MALT способны привлекать клетки соответствующих типов и поддерживать их жизнеспособность, т.е. формируют для них нишу
Основные направления и задачи современной иммунологии
Благодаря достигнутым успехам иммунология стала в один ряд с биохимией, генетикой, цитологией, молекулярной биологией. В иммунологии выделился целый ряд самостоятельных наук :
1) общаяиммун. – изучает и разрабатывает общие проявления иммунитета;
2)иммуноморфология – изучает структурные основы иммунных реакций ;
3)иммунохимия – изучает химические и физ-хим основы иммунных реакций(биосинтез АТ, медиаторов); 4 иммуногенетика - изучает генетические основы иммунитета;
5)Клиническаяиммун. занимается трансплантацией, инфекционными заболеваниями;
6) иммуноформакология ;
7) иммунопатология;
8) иммуногематология.
Задачи иммунологии:
1. выяснение биохимических механизмов иммуногенеза (образование иммунитета и ИКК)
2. исследование структуры, свойств, функций лимфоидных клеток. 3 исследование физ-хим процессов на мембранах клеток.
История иммунологии. Современные методы фундаментальной и медицинской иммунологии.
1 этап развития: первые сведения в 5в до н. э. В древности человечество было беззащитно перед инфекционными болезнями (чума, оспа).Эпидемии уносили множество жизней. Первые иммунологические наблюдения относятся к древней Греции. Греки заметили, что люди переболевшие оспой не восприимчивы к повторному заражению. В др Китае брали оспенные струпья, перетирали и давали нюхать. Этот метод использовался персами и турками и назвали метод вариоляции. Он получил распространение и в Европе.
В 18 веке в Англиизамечено, что доярки обслуживающие болеющих коров редко заболевают натуральной оспой. На этом основании Джеер в 1796 г. разработал безопасный способ профилактики нат оспы путем прививки человеку коровьей оспы.Дальше этот способ был усовершенствован: к вирусу коровьей оспы был добавлен вирус нат оспы. Благодаря полной вакцинации населения оспа была ликвидирована. Однако зарождение иммунологии как науки относится к началу 80 гг 19 века и связано с открытием Пастером микроорганизмов , возбудителей болезней. Изучая куриную оспу, Пастер пришел к выводу, что микробы теряют способность вызывать гибель животных вследствие изменения биологических свойств и высказал предположение о возможности предупреждения инфекционных болезней ослабленнымим.о.
В 1884 г Мечников сформулировал теорию фагоцитоза. Это была первая экспериментально обоснованная теория иммунитета. Он ввел понятие клеточный иммунитет. Эрлих считал, что в основе иммунитета лежат вещества , которые подавляют чужеродные объекты. Позже выяснилось , что правы оба.
В кон 19 в. Были сделаны следующие открытия: Леффлер и Рупоказали что микробы выделяют экзотоксины, которые при введении животным вызывают такие же заболевания, как и сам микроб. В этот период были получены антитоксические сыворотки к различным инфекциям (противодифтерийная, противостолбнячная). Букнер установил ,что в свежей крови млекопитающих микробы не размножаются, т к она обладает бактерицидными свойствами, которые обуславливает вещество алексин (комплемент).
В 1896 г. открыты АТ - агллютинины. В 1900 г.Эрлих создал теорию образования АТ.
2 этап начинается 20 до середины 20 в. Начинается этот этап с открытия Лангштейнера АГ группы А, В,0, определяющих группу крови человека, а в 1940 г. Лангштейнер и Винер открыли АГ на эритроцитах, кот.назвали Rh-фактором. В 1902 г. Рише и Портье открыли явление аллергии. В 1923 г. Рамон обнаружил возможность превращения высокотоксичных бактериальных экзотоксинов в нетоксичные вещества под влиянием фармолина.
3 этап сер. 20 в до нашего времени. Начинается с открытия Бернетом толерантности организма к собственным АГ. В 1959 г. Бернет разработал клонально-селекционную теорию образования АТ. Портер открыл молекулярную структуру АТ..
1940-е. – Р. Портер, Дж. Эдельман выделили из сыворотки крови и охарактеризовали
в качестве особых белковых молекул антитела - иммуноглобулины.
1946 г. - П. Медавар показал, что в основе процесса отторжения чужеродных тканей
организмом лежат иммунологические механизмы, а основным фактором
трансплантационного иммунитета являются лимфоциты.
1970-e – П. Доэрти, Р. Цикернагель – показали роль молекул MHC в распознавании
лимфоцитами антигенов.
Возникает селекционно-клональная теория (Ф. М.
Бернет, Дж. Ледерберг)
1961 г. – Дж. Миллер открыл иммунологическую роль тимуса. Это позволило
разделить лимфоциты на две группы: тимусзавсисимые и бурсазависимые.
1975 г. – Дж. Кохлер, К. Мильштейн создали гибридомную технологию,
позволяющую получать моноклональные антитела.
1980 г. – С. Тонегава открыл и расшифровал процесс реарранжировки вариабельных
генов В-лимфоцитов.
В 1980-х гг.: - установлена природа Т-клеточного рецептора,
- разработано учение о цитокинах,
- изучены процессы дифференцировки лимфоцитов в тимусе,
- показана вирусная природа некоторых иммунодефицитов
Иммунологические методы с использованием химических и физических меток.
Иммунофлюоресцентный анализ основан на использовании антител меченных флюоресцирующими веществами (флюорохромами). Меченые антитела связываются с антигеном, образуя иммунные комплексы, которые можно выявить с помощью флюоресцентной микроскопии. Этот метод часто используют в иммуногистохими, т.е. для определения локализации антигена в клетках и тканях. При этом можно установить распределение антигена в тканях и клетках. С другой стороны иммунофлуоресценция позволяет обнаружить антитела, направленные к известному антигену данной ткани или клетки. Существуют три модификации иммунофлюоресцентного анализа: прямой, непрямой и конкурентный.
Реакцию прямойиммунофлюоресценции используют для выявления антигенов, например, вирусов в зараженных клетках, обнаружения бактерий и риккетсий в мазках, а также различных клеточных антигенов. Так, для диагностики бешенства отпечатки кусочков мозга животных, подозреваемых на вирусоносительство, обрабатывают люминесцирующей антирабической сывороткой. При положительном результате в цитоплазме нервных клеток выявляются глыбки ярко-зеленого цвета.
Непрямаяиммунофлюоресценция - материал, содержащий известный антиген, переносят на предметное стекло и инкубируют в присутствии исследуемой сыворотки крови для образования иммунных комплексов, а затем после отмывания не связавшихся реагентов выявляют эти комплексы меченой люминесцирующей антисывороткой. Связанные с субстратом антитела выявляют с помощью флюоресцентного микроскопа.
Метод конкурентной иммунофлюоресценции основан на связывании стандартного меченого и присутствующего в исследуемой пробе немеченого антигенов с антителами, сорбированными на твердой подложке. Поскольку меченый и немеченый антигены конкурируют за связывание с антителами, по количеству связанного меченого антигена можно определить концентрацию антигена в исследуемой пробе.
Иммуноферментный анализ - наиболее надежный, экономичный и высокочувствительный метод, применяемый для количественной оценки антител и антигенов. Его отличает простота проведения реакции, возможность инструментального учета и автоматизации всех ее этапов.
Внедрение в лабораторную практику иммуноферментного анализа позволило значительно расширить возможности диагностики инфекционных заболеваний, аутоиммунных и гормональных нарушений.ИФА основан на использовании антител, конъюгированных или связанных с ферментами, в основном пероксидазой хрена или щелочной фосфатазой. Комплексы антител с ферментами называются конъюгатами.
ЭКСПРЕСС-ТЕСТЫ
В последнее время все более широкое распространение в ветеринарии получили экспресс-тесты диагностики инфекционных заболеваний. Экспресс-тесты не требуют специальной длительной подготовки проб, просты в применении, отсутствует необходимость в использовании дополнительных реагентов и оборудования, поскольку все иммунореагенты находятся в составе тест-кассеты. время исполнения анализа не более - 15-25 минут. И в то же время этот метод достаточно надежен - достоверность достигает 92-98%. Их можно применять в любом месте: в кабинете, при выезде на дом, в лаборатории. Иммунохроматографические диагностические методы являются позднейшей разработкой, отвечающей всем требованиям, и наиболее широко используемыми в мире диагностическими экспресс-методами. Принцип работы экспресс-тестов основан на методе иммунохроматографии (ИХА), сущность которого заключается в следующем: при нанесении исследуемого образца жидкости (сыворотка крови, смывы со слизистых) на специальную нитроцеллюлозную мембрану на которой закреплены специфически связывающиеся агенты (антитела или антигены), раствор с исследуемым биологическим материалом проходит вдоль мембраны за счет капиллярных сил. В случае присутствия в исследуемом материале тестируемого антигена или антитела происходит связывание с агентами на подложке (мембране). В результате чего на мембране появляются одна или две четко окрашенные полосы, свидетельствующие о негативном или позитивном результате теста.
Еще одним иммунологическим методом с использованием нитроцеллюлозной мембраны является иммуноблотинг. Сначала сложные смеси белков, например, с поверхности вирусной оболочки, разделяют методом электрофореза в полиакриламидном геле. Затем разделенные белки переносят на нитроцеллюлозную мембрану. Далее не специфически связанные с мембраной антигены могут быть идентифицированы с помощью меченых антител. Данный метод получил широкое распространение в лабораторной диагностике заболеваний человека (например ВИЧ-инфекции), а также в научно исследовательских работах.
Реакция агглютинации.
В этой реакции антигенами являются крупные частицы - микробные клетки, эритроциты, лейкоциты и т.д., которые склеиваются антителами и выпадают в осадок на дно пробирки в виде иммунных комплексов в форме хлопьев или зерен, видимых невооруженным глазом. Это возможно благодаря особенностям строения молекулы антител, которые имеют форму буквы Y с двумя идентичными антиген-связывающими участками - по одному на конце каждой из двух “ветвей”. Связывание антигенных детерминант приводит к потере определенных функций молекулы или клетки, на чем и основан защитный механизм действия антител. Поскольку участков два, они могут сшивать антигены. Если молекула антигена имеет три или большее число антигенных детерминант, то антитела могут сшивать их в обширную сеть. Достигнув определенных размеров, такая сеть может выпасть из раствора в осадок. На этом основано определение групп крови и совместимости переливаемой крови перед гемотрансфузией, когда эритроциты склеиваются антителами той или иной специфичности.
При диагностике инфекционных заболеваний реакцию агглютинации проводят в двух направлениях:
определяют вид выделенного от больного животного микроба-возбудителя с помощью диагностической агглютинирующей сыворотки, содержащей специфические антитела;
обнаруживают антитела в сыворотке больного животного, используя стандартный микробный диагностикум, включающий антигены. Титром агглютинирующей сыворотки является ее наибольшее разведение, при котором наблюдается отчетливая агглютинация соответствующего антигена.
Для обнаружения лептоспироза у животных и человека используют реакцию микроагглютинации (РМА), которую проводят на специальных планшетах в микрообъемах. При этом легко наблюдать образование клеточного осадка на дне лунки.
Отличаясь чувствительностью, реакция агглютинации также используется для идентификации антител к растворимым, мелкодисперсным антигенам. В этом случае она называется реакция непрямой, или пассивной, гемагглютинации (РНГА). Для этого антиген предварительно адсорбируют на инертных монодисперсных частицах или клетках, например на эритроцитах или частицах латекса. Такие нагруженные антигеном эритроциты склеиваются под действием иммунной сыворотки крови, содержащей антитела к данному антигену.
Реакция преципитации.
Преципитация или осаждение иммунных комплексов происходит вследствие взаимодействия антител с растворимыми антигенами. В результате чего происходит их агрегация, что проявляется в помутнении прозрачных жидкостей или выпадении осадка (преципитата). Различные разновидности реакции преципитации проводят либо в жидкой среде, либо чаще всего в твердых гелях агара. Метод, основанный на реакции преципитации, также называется методом иммунодиффузии.
Сущность реакции в том, что антигены и антитела, помещенные в разные лунки, вырезанные в агарозном геле, диффундируют навстречу друг другу и при взаимодействии образуют комплекс, который осаждается в виде линии преципитации. Этот метод используется для диагностики инфекционного гепатита у животных.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 920; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!