Предмет и задачи иммунологии. История развития иммунологии.

Иммунология – наука, изучающая процесс иммунитета, молекулярные и клеточные механизмы реагирования организма на чужеродные вещества, называемые антигенами.

Предмет изучения иммунологии:

1. Строение иммунной системы

2. Закономерности и механизмы развития иммунных реакций

3. Механизмы контроля и регуляции иммунных реакций

4. Болезни иммунной системы и ее дисфункции

5. Условия и закономерности развития иммунопатологических реакций и способы их коррекций

6. Иммунологические проблемы репродукции

7. Иммунологические проблемы трансплантации органов и тканей

8. Онкоиммунология.

Задачи иммунологии:

1. Изучение иммунной системы здорового человека;

2. Изучение роли ИС в патогенезе инфекционных и неинфекционных заболеваний

3. Разработка унифицированных и информативных методов оценки иммунного статуса

4. Разработка новых высокоэффективных иммуноактивных препаратов и оптимальных схем их применения

Основоположником современной научной иммунологии является Луи Пастер. В 1881г. он сообщил, что куры при заражении ослабленным возбудителем холеры курстановятся невосприимчивы к вирулентным культурам. На основании этого он сформулировал основной принцип защиты от возбудителя любой инфекционной болезни: организм после встречи с ослабленным возбудителем становится невосприимчив к вирулентным микробам того же вида. Л. Пастер в честь Дженнера назвал ослабленные культуры возбудителей инфекци- онных болезней вакцинами (от лат. vacca - корова). Пастером были изготовлены вакцины против сибирской язвы, бешенства, рожи свиней и др. Большой вклад в развитие иммунологии внес И. И. Мечников. В 1883г. он открыл фагоцитоз и ввел понятие «клеточный иммунитет». В 1898г. Эрлих создал теорию гуморального иммунитета. В 1908г. Мечникову и Эрлиху была присуждена Нобелевская премия за выдаю- щиеся открытия по иммунитету. В 1900г. К. Ландштейнер открыл группы крови (А, В, О) у человека. В 1962г. Ж. Миллер установил роль тимуса как первичного лимфоидного органа. В 1975г. Ц. Мильстейн и Д. Кехлер предложили методику получения моноклональ- ных антител. Крупнейшим достижением в иммунологии явилось выделение двух клеточных по- пуляций в иммунном ответе Т- и В-лимфоцитов. Основные задачи иммунологии: Изучение закономерностей формирования устойчивости организма к инфекцион- ным болезням (иммунитет). Разработка и совершенствование методов серологической и аллергической диагно- стики инфекционных болезней. Разработка и применение биопрепаратов (вакцин, иммунных сывороток, гаммагло- булинов для специфической профилактики и лечения инфекционных болезней животных).

Антигены. Определение. Понятие о полноценных и неполноценных антигенах. Требования, предъявляемые к антигенам. Понятия об антигенных свойствах микроорганизмов. Антигенная структура бактерий.

Антигены(от лат. anti — против, genos — род) – генетически чужеродные вещества, которые при введении во внутреннюю среду организма способны вызывать иммунный ответ в виде образования антител или иммунных Т-лимфоцитов и взаимодействовать с ними. Основные свойства антигена — иммуногенность и специфичность. Антигенами являются структурные и химические элементы клеток и продукты их метаболизма.

Антигенами называют чужеродные для организма вещества коллоидной структуры, которые при попадании в его внутреннюю среду способны вызывать ответную специфическую иммунологическую реакцию, проявляющуюся, в частности, в образовании специфических антител, появлении сенсибилизированных лимфоцитов или в возникновении состояния толерантности к этому веществу.

Вещества, являющиеся антигенами, должны быть чужеродны для организма, макромолекулярны, находиться в коллоидном состоянии, поступать в организм парентерально, т.е. минуя желудочно-кишечный тракт, в котором обычно происходит расщепление вещества и потеря его чужеродности. Под чужеродностью антигенов следует понимать определенную степень химического различия между антигеном и макромолекулами организма, во внутреннюю среду которого, но попадает.

Антигенные свойства связаны с величиной молекулярной массы макромолекулы. Чем выше молекулярная масса вещества, тем выше его антигенность. Вместе с тем неверно считать, что высокая молекулярная масса является обязательным свойством антигена. Так, глюкогон, вазопрессин – ангиотензин также обладают антигенными свойствами.

Принято различать полноценные антигены, неполноценные антигены (гаптены) и полугаптены.

Полноценными антигенами называют такие, которые вызывают образование антител или сенсибилизацию лимфоцитов и способны реагировать с ними как в организме, так и в лабораторных реакциях. Свойствами полноценных антигенов обладают белки, полисахариды, высокомолекулярные нуклеиновые кислоты и комплексные соединения этих веществ.

Неполноценные антигены, или гаптены, сами по себе не способны вызывать образование антител или сенсибилизацию лимфоцитов. Это свойство появляется лишь при добавлении к ним полноценных антигенов («проводников»), а среди образующихся антител или сенсибилизированных лимфоцитов часть специфична к «проводнику», а часть – к гаптену.

Полугаптенами называют сравнительно простые вещества, которые при поступлении во внутреннюю среду организма могут химически соединяться с белками этого организма и придавать им свойства антигенов. К этим веществам могут принадлежать и некоторые лекарственные препараты (йод, бром, антипирин и др.).

Молекула антигена состоит из двух неравных частей. Активная (малая часть) с носит название антигенной детерминанты (эпитоп) и определяет антигенную специфичность. Антигенные детерминанты расположены в тех местах молекулы антигена, которые находятся в наибольшей связи с микроокружением. В белковой молекуле, например, они могут располагаться не только на концах полипептидной цепи, но и в других ее частях. Антигенные детерминанты содержат в своем составе по крайней мере три аминокислоты с жесткой структурой (тирозин, триптофан, фенилаланин). Специфичность антигена связана также с порядком чередования аминокислот полипептидной цепи и комбинацией их положений по отношению друг к другу. Количество антигенных детерминант у молекулы антигена определяет его валентность. Она тем выше, чем больше относительная молекулярная масса молекулы антигена.

Остальная (неактивная) часть молекулы антигена, как полагают, играет роль носителя детерминанты и способствует проникновению антигена во внутреннюю среду организма, его пиноцитозу или фагоцитозу, клеточной реакции на проникновение антигена, образование медиаторов межклеточного взаимодействия в иммунном ответе (Т-лимфоциты имеют рецепторы к носителю, В- к антигенной детерминанте).

Соответственно анатомическим структурам бактериальной клетки различают Н-антигены (жгутиковые, если бактерия их имеет), К-антигены ( располагаются на поверхности клеточной сткнки), О-антигены (связан с клеточной стенкой бактерий), антигены экскретируемые бактериями в окружающую их среду (белки-экзотоксины, полисахариды капсул).

Среди многочисленных антигенов микробной клетки различают такие, которые присущи только данному типу микробов (типовые антигены), данному виду (видовые антигены), а также общие для группы (семейства) микроорганизмов (групповые антигены).

Таким образом, бактериальная клетка (как и микроорганизмы других царств микробов – вирусы, простейшие, грибки) представляют собой сложный комплекс многочисленных антигенов. При ее попадании во внутреннюю среду макроорганизма на многие из этих антигенов будут образовываться свои специфические антитела. Одни антигены индуцируют образование едва заметного количества антител (титр), другие – быстрое и значительное антителообразование. Соответственно этому различают «слабые» и «сильные» антигены.

Не все антигены бактериальной клетки в равной степени участвуют в индукции невосприимчивости (иммунитета) к повторному попаданию в макроорганизм патогенных микробов того же вида. Способность антигена индуцировать иммунитет называют иммуногенностью, а такой антиген – иммуногеном. Установлено также, что определенные антигены некоторых микроорганизмов могут вызывать развитие различных типов гиперчувствительности (аллергии). Такие антигены называют аллергенами.

По структуре вирусной чстицы различают несколько групп антигенов: ядерные, капсидные и суперкапсидные. Антигенный состав вириона зависит от строения самой вирусной частицы. Антигенная специфичность простоорганизованных вирусов связана с рибо- и дезоксинуклеопротеинами. У сложноорганизованных вирусов часть антигена связана с нуклеокапсидом, а другая локализуется во внешней оболочке – суперкапсиде.

Иммуногенность— способность индуцировать иммунный ответ.

Специфичность— способность антигена вступать в реакции взаимодействия со специфичными к нему антителами или активированными (примированными) лимфоцитами, что приводит к нейтрализации этого антигена.

Иммуногенность определяется:

Чужеродностью, т.е. вещество должно распознаваться иммунной системой как «не свое». При этом чем меньше выражено генетическое родство между организмом и вводимым веществом, тем лучшим иммуногеном оно является;

Молекулярной массой, которая должна быть не менее 5—10 кД. Чем больше молекулярная масса антигена, тем сильнее будет иммунный ответ;

Химической природой. Антигены могут быть белками, полисахаридами, полипептидами, фосфолипидами, нуклеиновыми кислотами и др.

В зависимости от химической природы и молекулярной массы антигены могут быть полными и неполными

( гаптены).

Полные антигены(иммуногены) индуцируют специфический иммунный ответ и вступают в реакции взаимодействия с антителами и активированными Т-лимфоцитами. Это высокомолекулярные вещества — белки, полисахариды, гликопротеины, липополисахариды, липопротеины, нуклеопротеины и корпускулярные формы (микроорганизмы, чужеродные клетки и др.). Антигены могут быть экзогеными или эндогенными. Эндогенные АГ - собственные клетки организма с измененным геномом и образуемые ими продукты (аутоантигены).

Гаптены— это простые химические соединения малой молекулярной массы: дисахара, липиды, пептиды, нуклеиновые кислоты и др. Они не обладают иммуногенностью, но имеют высокий уровень специфичности при взаимодействии с продуктами иммунного ответа (антителами и Т-лимфоцитами). Если гаптен соединить с белком, он приобретает свойство иммуногенности (т. е. становится полным). Специфичность этого комплекса определяется гаптеном

Полугаптеныобразуются при соединении неорганических веществ (йод, бром, азот и др.) с белком. Такие комплексы могут вызывать образование антител, специфичных к неорганическим соединениям.

Проантигеныявляются аллергенами-гаптенами или неантигенными веществами (сульфаниламиды, антибиотики, фенолфталеин и др.). При соединении с белками макроорганизма они способны вызывать состояние сенсибилизации и развитие аллергических реакций.

ВИДЫ ИММУНИТЕТА

Виды иммунитета:

По локализации действия на организм: общий и местный.
По происхождению: врожденный и приобретенный.
По направленности действия: инфекционный и неинфекционный.
Также различают: гуморальный, клеточный (тканевой) и фагоцитарный.

1. ИММУНИТЕТ ПО ЛОКАЛИЗАЦИИ ДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ДЕЛИТСЯ НА ОБЩИЙ И МЕСТНЫЙ.

Общий иммунитет (реакции целостности организма) – это иммунитет, который связан с защитными механизмами всего организма (реакции целостного организма).

Он формируется с участием сывороточных АТ, содержащихся в крови и лимфе, которые в свою очередь циркулируют по всему организму.

Местный иммунитет (местные защитные реакции) – это иммунитет, который связан с защитными механизмами некоторых органов, тканей (местные защитные реакции).

Такой иммунитет формируется без участия сывороточных АТ. Доказано, что в иммунитете слизистых оболочек большое значение имеют секреторные антитела – иммуноглобулины класса А.

2. ИММУНИТЕТ ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ ДЕЛИТСЯ НА ВРОЖДЕННЫЙ И ПРИОБРЕТЕННЫЙ.

Врожденный иммунитет (неспецифический, естественный, наследственный, генетический, видовой, породный, индивидуальный, конституционный) – это такая невосприимчивость организма, которая генетически присуща животным данного вида и передается по наследству.

Врожденный иммунитет иногда удается приодолеть ослаблением общей резистентности организма (облучением, обработкой гидрокортизоном, спленэктомией, голоданием).

Например: иммунитет человека к чуме собак и чуме крс; иммунитет животных к гонорее и проказе.

Приобретенный иммунитет (специфический) – это такую невосприимчивость организма, которая формируется в процессе индивидуального развития организма в течение его жизни.

Приобретенный иммунитет чаще всего является относительным. При попадании в организм большого числа возбудителей заболевания, он может быть преодолен, хотя заболевание в этих случаях протекает легче.

Приобретенный делится на естественный (активный и пассивный) и искусственный (активный и пассивный).

Естественный иммунитет – приобретается естественным путем.

Естественный активный – после переболевания (антимикробный и антитоксический).

Естественный пассивный – плацнтарный, колостральный, трансовариальный.

Искусственный иммунитет – проявляется в результате введения в организм ослабеленных или убитых м-ов, их АГ или готовых АТ.

Искусственный активный – вакцинный иммунитет (вакцина).

Искусственный пассивный – сывороточный иммунитет (сыворотка).

Активный иммунитет – организм сам вырабатывает АТ после перенесенного заболевания или активной иммунизации. Он более стойкий и более длительный (может сохраняться долгие годы, а может и всю жизнь).

Пассивный иммунитет – за счет готовых АТ, искусственно вводимых при пассивной иммунизации. Он менее стойкий и менее длительный (наступает через несколько часов после введения АТ и продолжается от 2-3 недель до нескольких месяцев).

3. ИММУНИТЕТ ПО НАПРАВЛЕННОСТИ ДЕЙСТВИЯ ДЕЛИТСЯ НА ИНФЕКЦИОННЫЙ И НЕИНФЕКЦИОННЫЙ.

Инфекционный иммунитет – это иммунитет, направленный против инфекционных агентов и их токсинов.

Инфекционный иммунитет делится на антимикробный (противовирусный, антибактериальный, противогрибковый, антипротозойный) и антитоксический.

Антимикробный иммунитет (противовирусный, антибактериальный, противогрибковый, антипротозойный) – это иммунитет, при котором защитные реакции организма направлены на самого микроба, убивая или задерживая его размножение.

Антитоксический иммунитет – это иммунитет, при котором защитное действие направлено на нейтрализацию токсических продуктов микроба (например, при столбняке).

Неинфекционный иммунитет – это иммунитет, направленный против клеток и макромолекул индивидуумов того же или другого вида.

Неинфекционный иммунитет делится на трансплантационный, противоопухолевый и др.

Трансплантационный иммунитет – это иммунитет, который развивается при пересадки тканей.

Антимикробный иммунитет бывает стерильным и нестерильным.

Стерильный иммунитет (иммунитет есть, возбудителя нет) – существует после исчезновения возбудителя из организма. Тоесть когда после перенесенной болезни организм освобождается от возбудителя болезни, сохраняя при этом невосприимчивость.

Нестерильный (инфекционный) иммунитет (иммунитет есть если есть возбудитель) – существует лишь при наличии в организме возбудителя. Тоесть когда при некоторых инфекционных болезнях иммунитет сохраняется только при наличии в организме возбудителя болезни (туберкулез, бруцеллез, сап, сифилис и т.д.).

4. ТАКЖЕ РАЗЛИЧАЮТ ГУМОРАЛЬНЫЙ, КЛЕТОЧНЫЙ (ТКАНЕВОЙ) И ФАГОЦИТАРНЫЙ ИММУНИТЕТ.

Гуморальный иммунитет - защита преимущественно обеспечивается АТ;

Клеточный (тканевый) иммунитет - невосприимчивость обуславливается защитными функциями тканей (фагоцитоз макрофагами, Ig, АТ);

Фагоцитарный иммунитет - связан со специфически сенсибилизированными (иммунными) фагоцитами.

постоянные,
проявляющиеся после проникновения патогенного микроба.

ПО ХАРАКТЕРУ И ДИАПАЗОНУ ДЕЙСТВИЯ РАЗЛИЧАЮТ:

специфические механизмы и факторы,
неспецифические механизмы и факторы.

Специфические механизмы и факторы – эффективны только к строго определенному виду или серотипу микроба.

Неспецифические механизмы и факторы – одинаково эффективны по отношению к любому патогенному микробу.

Ассоциальные вакцины.

В большинстве случаев вакцины и анатоксины применяют для создания невосприимчивости к одному возбудителю (так называемые моновалентные вакцины). Путём одномоментной иммунизации возможно и достижение множественной невосприимчивости. Для этого создают ассоциированные (поливалентные) препараты, совмещая Аг нескольких микроорганизмов. Для приготовления ассоциированных вакцин обычно используют убитые микробы или их компоненты. Их применение определяют эпидемическая обоснованность (против детских или раневых инфекций), иммунная совместимость и технологическая возможность комбинирования нескольких Аг. Наиболее известные ассоциированные препараты: адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная вакцина (АКДС-вакцина), тетравакцина (вакцины против брюшного тифа, паратифов А и В, а также столбнячный анатоксин) и АДС-вакцина (дифтерийно-столбнячный анатоксин).

Иммуномодуляторы.

Иммунномодуляторы - средства, способные стимулировать защитные силы организма.

Начиная с 50-х гг. прошлого века подобные разработки привели к появлению различных препаратов, влияющих на иммунный статус человека, большинство из них – бактериальные продукты, они напоминали скорее вакцины, свободные от многочисленных побочных эффектов. Известно большое количество иммуномодуляторов самого различного происхождения.

3 основных класса иммуномодуляторов:

• Эногенные иммуномодуляторы представлены большим набором цитокинов, обеспечивающих физиологическое поддержание гомеостаза организма.

• Экзогенные иммуномодуляторы разделяют на природные и синтетические. К природным относят различные компоненты микроорганизмов – вирусов, бактерий простейших.

• Синтетические препараты включают тысячи соединений, полученных искусственно. В эту группу входят синтетические аналоги нуклеиновых кислот, адаптогены, минеральные соли, производные имидазола, пиримидинов и др. Помимо иммуномодулирующего действия, многие синтетические препараты и микробные продукты способны активировать систему интерферона, т. е. являются его индукторами.

• Практическое применение.

• Не смотря на обширный список иммуномодуляторов, подавляющее большинство их редко используется на практике, так как они могут быть токсичны, недостаточно эффективны, могут быть недостаточно изучены, из-за высокой стоимости, имеют побочные эффекты. Пригодными оказались лишь единичные препараты. Их изучение показывает обоснованность и перспективность применения для лечения широкого круга инфекций, против которого не разработаны или недостаточно эффективны существующие терапевтические средства.