Участие системы иммунитета в Участие системы иммунитета в

противоинфекционной защите организмапротивоинфекционной защите организма. .

Немного теории.Немного теории.

Валивач М.Н.Валивач М.Н. Павлодарский областноПавлодарский областно й й

диагностический центрдиагностический центр 20152015

Главную роль в противоинфекционной защите Главную роль в противоинфекционной защите играет не иммунитет, а разнообразные механизмы играет не иммунитет, а разнообразные механизмы механического удаления микроорганизмов механического удаления микроорганизмов (клиренса)(клиренса)

В органах дыхания – это продукция сурфактанта и В органах дыхания – это продукция сурфактанта и мокроты, перемещение слизи за счет движений мокроты, перемещение слизи за счет движений ресничек цилиарного эпителия, кашля и чихания.ресничек цилиарного эпителия, кашля и чихания.

В кишечнике – это перистальтика и выработка В кишечнике – это перистальтика и выработка соков и слизей (понос при инфекции и т.п.)соков и слизей (понос при инфекции и т.п.)

На коже это постоянное слущивание и обновление На коже это постоянное слущивание и обновление эпителия, чесание эпителия, чесание

Система иммунитета включается тогда, когда Система иммунитета включается тогда, когда механизмы клиренса не справляются. механизмы клиренса не справляются.

Цилиарный эпителийЦилиарный эпителий

Барьерные функции кожиБарьерные функции кожи

Таким образом, чтобы выжить в организме Таким образом, чтобы выжить в организме хозяина микроб должен «закрепиться» на хозяина микроб должен «закрепиться» на эпителиальной поверхности (иммунологи и эпителиальной поверхности (иммунологи и микробиологи называют это адгезией, то есть, микробиологи называют это адгезией, то есть, приклеиванием)приклеиванием)

Организм должен препятствовать адгезии, Организм должен препятствовать адгезии, используя механизмы клиренса.используя механизмы клиренса.

Если адгезия произошла, то микроб может Если адгезия произошла, то микроб может попытаться проникнуть вглубь ткани или в попытаться проникнуть вглубь ткани или в кровоток, где механизмы клиренса не работают.кровоток, где механизмы клиренса не работают.

В этих целях микробы вырабатывают В этих целях микробы вырабатывают ферменты, разрушающие ткани хозяинаферменты, разрушающие ткани хозяина

Все патогенные микроорганизмы отличаются Все патогенные микроорганизмы отличаются от непатогенных способностью вырабатывать от непатогенных способностью вырабатывать такие ферменты такие ферменты

Если тот или иной Если тот или иной механизм клиренса не механизм клиренса не справляется с инфекцией, справляется с инфекцией, то в борьбу включается то в борьбу включается система иммунитета.система иммунитета.

Специфическая и Специфическая и неспецифическая иммунная неспецифическая иммунная

защитазащита Под специфической защитой понимаются Под специфической защитой понимаются

специализированные лимфоциты, которые специализированные лимфоциты, которые могут бороться только с одним антигеном.могут бороться только с одним антигеном.

Неспецифические факторы иммунитета, Неспецифические факторы иммунитета, такие как фагоциты, естественные такие как фагоциты, естественные киллерные клетки и комплемент (особые киллерные клетки и комплемент (особые ферменты) могут бороться с инфекцией как ферменты) могут бороться с инфекцией как самостоятельно, так и в кооперации со самостоятельно, так и в кооперации со специфической защитой. специфической защитой.

Система комплементаСистема комплемента

Неспецифическая и специфическая иммунная Неспецифическая и специфическая иммунная защита в своей работе опираются на защита в своей работе опираются на

неспецифические механизмы воспалениянеспецифические механизмы воспаления

Микромор-Микромор-фологические фологические компоненты компоненты воспалениявоспаления

Система иммунитета состоит из Система иммунитета состоит из иммунных клеток, ряда иммунных клеток, ряда гуморальных факторов и органов гуморальных факторов и органов иммунитета: вилочковой железы, иммунитета: вилочковой железы, селезенки, лимфоузлов, а также селезенки, лимфоузлов, а также скоплений лимфоидной ткани, скоплений лимфоидной ткани, наиболее массивно наиболее массивно представленных в органах представленных в органах дыхания и пищеварениядыхания и пищеварения. .

Органы иммунитета сообщаются Органы иммунитета сообщаются между собой и с тканями организма между собой и с тканями организма через лимфатические сосуды и через лимфатические сосуды и систему кровообращения, что систему кровообращения, что схематически представлено на схематически представлено на рисунке.рисунке.

Основные способы иммунологической Основные способы иммунологической защитызащиты

Способы защиты от каждой конкретной инфекции Способы защиты от каждой конкретной инфекции зависят от вида возбудителя и от того, насколько зависят от вида возбудителя и от того, насколько глубоко он проник в организм. глубоко он проник в организм.

Против микроорганизмов, находящихся на Против микроорганизмов, находящихся на поверхности барьерных тканей вырабатываются поверхности барьерных тканей вырабатываются антитела антитела IgAIgA, которые препятствуют его , которые препятствуют его дальнейшей адгезии. Этот тип реагирования дальнейшей адгезии. Этот тип реагирования универсален и не зависит от вида возбудителя.универсален и не зависит от вида возбудителя.

Если микроб проник за барьерную ткань, то Если микроб проник за барьерную ткань, то включается сложный арсенал иммунологической включается сложный арсенал иммунологической защиты. При этом характер ответа зависит от вида защиты. При этом характер ответа зависит от вида микроорганизма.микроорганизма.

Основные виды иммунологических Основные виды иммунологических реакций и от чего они защищают.реакций и от чего они защищают.

Выработка антител Выработка антител Комплементарный лизис Комплементарный лизис ФагоцитозФагоцитоз Реакция гиперчувствительности Реакция гиперчувствительности

замедленного типа (образование замедленного типа (образование макрофагальных гранулем)макрофагальных гранулем)

Клеточная цитотоксичность (киллинг)Клеточная цитотоксичность (киллинг)

Выработка антителВыработка антител Против возбудителей на поверхности эпителия Против возбудителей на поверхности эпителия

вырабатываются вырабатываются IgAIgA антитела антитела Против микроорганизмов, проникших в ткани Против микроорганизмов, проникших в ткани

или кровь вырабатываются или кровь вырабатываются IgG IgG антитела антитела четырех подклассов (четырех подклассов (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4)IgG1, IgG2, IgG3, IgG4)

Против паразитов вырабатываются Против паразитов вырабатываются IgEIgE антителаантитела

Продуцентами антител являются В-лимфоциты Продуцентами антител являются В-лимфоциты в очаге инфекции, региональной лимфоидной в очаге инфекции, региональной лимфоидной ткани, лимфоузлах и селезенке. ткани, лимфоузлах и селезенке.

Важный факт:Важный факт:

Молодой В-лимфоцит, только что Молодой В-лимфоцит, только что включившийся в иммунный ответ, включившийся в иммунный ответ, вначале вырабатывает вначале вырабатывает IgMIgM антитела, а антитела, а затем переключается на затем переключается на IgA, IgG IgA, IgG или или IgEIgE

Присутствие Присутствие IgMIgM антител говорит об антител говорит об острой или обострившейся инфекции. острой или обострившейся инфекции.

Антитела -это белки, Антитела -это белки, связывающиеся с поверхностными связывающиеся с поверхностными антигенами микроорганизмов и с антигенами микроорганизмов и с продуктами их жизнедеятельности продуктами их жизнедеятельности (например, с токсинами). (например, с токсинами).

IgA IgA препятствует адгезии и препятствует адгезии и проникновению микроорганизмов и проникновению микроорганизмов и токсинов в подслизистую и систему токсинов в подслизистую и систему кровообращениякровообращения

Связанные с Связанные с IgAIgA микробы и токсины микробы и токсины затем удаляются за счет механического затем удаляются за счет механического клиренсаклиренса

IgA IgA реакция на инфекцию не реакция на инфекцию не сопровождается болезньюсопровождается болезнью

IgAIgA антитела блокируют адгезию вируса антитела блокируют адгезию вируса

IgA IgA блокируют токсинблокируют токсин

IgGIgG антитела связываются с микробами и антитела связываются с микробами и токсинами в глубине тканей или в токсинами в глубине тканей или в циркуляторном руслециркуляторном русле

Они активируют систему лизирующих Они активируют систему лизирующих ферментов (комплемент) и фагоциты ферментов (комплемент) и фагоциты (нейтрофилы), таким образом, (нейтрофилы), таким образом, уничтожая бактерии и токсиныуничтожая бактерии и токсины

IgGIgG ответ сопровождается болезнью ответ сопровождается болезнью

IgG IgG связывается с поверхностью бактерии, связывается с поверхностью бактерии, активируется система комплемента и активируется система комплемента и

происходит разрушение бактериипроисходит разрушение бактерии

IgEIgE антитела связываются с базофилами антитела связываются с базофилами и тучными клеткамии тучными клетками

При встрече с паразитом они вызывают При встрече с паразитом они вызывают выброс гистамина и других выброс гистамина и других биологически активных веществ из этих биологически активных веществ из этих клетокклеток

Гистамин привлекает эозинофилы, Гистамин привлекает эозинофилы, которые оказывают повреждающее которые оказывают повреждающее действие на паразитовдействие на паразитов

При нарушенном ответе При нарушенном ответе IgEIgE может может вырабатываться против непаразитарных вырабатываться против непаразитарных антигенов, что приводит к аллергиям антигенов, что приводит к аллергиям

Комплементарный лизис Комплементарный лизис Система комплемента это 9 ферментов Система комплемента это 9 ферментов

белковой природы (компоненты С1, С2, С3,…белковой природы (компоненты С1, С2, С3,…С9) и ряд регулирующих молекулС9) и ряд регулирующих молекул

Эти ферменты активируются комплексом Эти ферменты активируются комплексом антиген-антитело (антиген-антитело (IgGIgG или или IgM IgM) и лизируют ) и лизируют этот комплексэтот комплекс

При отсутствии даже одного компонента лизис При отсутствии даже одного компонента лизис не происходит (Примечание, без С9 лизис не происходит (Примечание, без С9 лизис идет, но замедленно)идет, но замедленно)

В процессе активации комплемента от его В процессе активации комплемента от его компонентов С3 и С5 отщепляются молекулы компонентов С3 и С5 отщепляются молекулы С3а и С5а (анафилотоксины), которые С3а и С5а (анафилотоксины), которые привлекают нейтрофилы, вызывают привлекают нейтрофилы, вызывают расширение сосудов с повышением расширение сосудов с повышением проницаемости и активируют свертываемостьпроницаемости и активируют свертываемость

Активация системы комплемента

Фагоцитоз – это поглощение микроорганизмов Фагоцитоз – это поглощение микроорганизмов и мелких частиц особыми клетками с их и мелких частиц особыми клетками с их последующим киллингом (убийством) последующим киллингом (убийством) перекисью водорода и другими кислородными перекисью водорода и другими кислородными радикалами и растворением с помощью радикалами и растворением с помощью протеолитических ферментов, главный из протеолитических ферментов, главный из которых – трипсин. которых – трипсин.

Основными фагоцитами являются нейтрофилы Основными фагоцитами являются нейтрофилы и тканевые макрофаги (зрелая форма и тканевые макрофаги (зрелая форма моноцитов крови)моноцитов крови)

На рисунке показан макрофагальный На рисунке показан макрофагальный фагоцитоз частиц угляфагоцитоз частиц угля

Образование гигантских многоядерных клеток вокруг фагоцитированного материала

Нейтрофильный фагоцитоз.Нейтрофильный фагоцитоз. Темное поле.Темное поле.

ХемотаксисХемотаксис«Случай из жизни».

Против бактерий выработались антитела IgG. АТ соединились с бактерией (антигеном – АГ). Комплекс АГ-АТ активирует ферменты – систему комплемента. В процессе активации от комплемента отщепляются фрагменты – анафилотоксины, которые являются фактором хемотаксиса. Привлеченные «вкусным запахом» анафилотоксинов, нейтрофилы начинают перемещение в сторону бактерий

ФагоцитозФагоцитоз

Фагоцитоз бактерий макрофагомФагоцитоз бактерий макрофагом

Основными фагоцитами организма Основными фагоцитами организма являются нейтрофилы благодаря их являются нейтрофилы благодаря их большому количеству и быстрой большому количеству и быстрой выработке в костном мозгевыработке в костном мозге

На поверхности фагоцитов имеются На поверхности фагоцитов имеются рецепторы к С3 компоненту рецепторы к С3 компоненту комплемента и комплемента и Fc-Fc-фрагментуфрагменту IgG IgG

Если бактерии покрыты Если бактерии покрыты IgGIgG антителами антителами и комплементом, то фагоцитоз резко и комплементом, то фагоцитоз резко ускоряется, что показано на рисунке. ускоряется, что показано на рисунке.

Распределение фагоцитов в Распределение фагоцитов в организмеорганизме

Макрофаги находятся в тканях постоянно. Если Макрофаги находятся в тканях постоянно. Если им нужна помощь, то из крови прибывают им нужна помощь, то из крови прибывают моноциты и превращаются в макрофаги.моноциты и превращаются в макрофаги.

Существуют специализированные макрофаги Существуют специализированные макрофаги печени и селезенки, которые очищают кровь от печени и селезенки, которые очищают кровь от чужеродного материала, старых клеток крови и чужеродного материала, старых клеток крови и продуктов распада тканей.продуктов распада тканей.

Нейтрофилы в очаг инфекции пребывают из Нейтрофилы в очаг инфекции пребывают из крови по механизму хемотаксиса. крови по механизму хемотаксиса.

Печеночные макрофаги фагоцитировали Печеночные макрофаги фагоцитировали частицы метиленового синего, введенного в частицы метиленового синего, введенного в

кровь.кровь.

Реакция гиперчувствительности Реакция гиперчувствительности замедленного типа замедленного типа

Микобактерии туберкулеза и другие Микобактерии туберкулеза и другие микроорганизмы выживают внутри микроорганизмы выживают внутри макрофагамакрофага

Т-лимфоциты выделяют вещества, Т-лимфоциты выделяют вещества, привлекающие к месту инфекции других привлекающие к месту инфекции других макрофаговмакрофагов

Формируется макрофагальная грануломаФормируется макрофагальная гранулома Макрофаги вырабатывают витамин Макрофаги вырабатывают витамин DD Происходит кальцификация очагаПроисходит кальцификация очага

Кроме туберкулеза к таким инфекциям Кроме туберкулеза к таким инфекциям относятся:относятся:

СифилисСифилис ПроказаПроказа ЧумаЧума ТуляремияТуляремия Частично – бруцеллез, сальмонеллез, Частично – бруцеллез, сальмонеллез,

хламидиоз и другиехламидиоз и другие

Гистологическая картина Гистологическая картина гранулемгранулем

Саркоидоз Туберкулез

Клеточная цитотоксичность (киллинг)Клеточная цитотоксичность (киллинг) Т-лимфоциты киллеры (цитотоксические Т-Т-лимфоциты киллеры (цитотоксические Т-

лимфоциты) и естественные киллерные клетки лимфоциты) и естественные киллерные клетки (NK(NK – – клетки) обладают способностью присоединяться к клетки) обладают способностью присоединяться к животным и грибковым клеткам и выделять вещества, животным и грибковым клеткам и выделять вещества, убивающие эти клетки. убивающие эти клетки.

К животным клеткам, подлежащим киллингу, К животным клеткам, подлежащим киллингу, относятся простейшие и измененные собственные относятся простейшие и измененные собственные клетки (вирусная инфекция, рак и другие мутации)клетки (вирусная инфекция, рак и другие мутации)

На поверхности киллеров есть рецепторы к На поверхности киллеров есть рецепторы к Fc-Fc-фрагменту фрагменту IgGIgG

Киллинг клеток покрытых Киллинг клеток покрытых IgGIgG антителами идет антителами идет активнее, чем клеток без активнее, чем клеток без IgGIgG на поверхности на поверхности

ЕК-клетки и клеточная ЕК-клетки и клеточная цитотоксичностьцитотоксичность

Лимфоцит-киллер (зеленая Лимфоцит-киллер (зеленая люминисценция в темном поле) нападает люминисценция в темном поле) нападает

на измененную собственную клеткуна измененную собственную клетку

Лимфоциты-киллеры атакуют Лимфоциты-киллеры атакуют измененную собственную клеткуизмененную собственную клетку

Клеточная цитотоксичность – главный Клеточная цитотоксичность – главный способ защиты от вирусных инфекцийспособ защиты от вирусных инфекций

Кроме этого, лимфоциты и другие Кроме этого, лимфоциты и другие клетки синтезируют альфа-, бета- и клетки синтезируют альфа-, бета- и гамма-интерфероны, гамма-интерфероны,

Интерфероны являются сигналом для Интерфероны являются сигналом для зараженных клеток, чтобы они не зараженных клеток, чтобы они не репродуцировали вирус, а для здоровых репродуцировали вирус, а для здоровых клеток, чтобы они не впускали его в себяклеток, чтобы они не впускали его в себя

Антитела Антитела IgGIgG связывают вирус, связывают вирус, выходящий из разрушенных клеток, а выходящий из разрушенных клеток, а комплемент лизирует его комплемент лизирует его