🗊Презентация БИОХИМИЯ ИММУНИТЕТА

БИОХИМИЯ ИММУНИТЕТА

Различают три компонента неспецифического иммунитета Различают три компонента неспецифического иммунитета 1)ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ:барьер кожи и слизистых, повышенная кислотность пота и желудочного сока 2)ГУМОРАЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ: белки системы комплемента, опсонины – фибронектин и С-реактивный белок, цитокины 3) КЛЕТОЧНЫЙ КОМПОНЕНТ: ГРАНУЛОЦИТЫ (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы) МОНОЦИТЫ и продукты их дифференцировки в тканях – МАКРОФАГИ, NK-клетки (естественные киллеры) ТУЧНЫЕ КЛЕТКИ

НЕЙТРОФИЛЬНЫЕ ЛЕЙКОЦИТЫ. НЕЙТРОФИЛЬНЫЕ ЛЕЙКОЦИТЫ. Эти клетки одними из первых реагируют на внедрение болезнетворного агента, на любое изменение внутренней среды. В крови взрослого человека нейтрофилы составляют 65-75% от общего числа лейкоцитов

Нейтрофилы образуются в костном мозге из стволовых клеток - миелобластов в процессе прогрессирующей пролиферации (деления), который продолжается в течение 6 суток. Нейтрофилы образуются в костном мозге из стволовых клеток - миелобластов в процессе прогрессирующей пролиферации (деления), который продолжается в течение 6 суток.

Затем происходит процесс созревания нейтрофилов, который также длится в течение 6 суток. Из костного мозга нейтрофилы выходят в кровоток, где их общее количество достигает 60 млрд. Затем происходит процесс созревания нейтрофилов, который также длится в течение 6 суток. Из костного мозга нейтрофилы выходят в кровоток, где их общее количество достигает 60 млрд.

Через 6-7 ч из крови они поступают в ткани или фиксируются на поверхности кровеносных сосудов. Через 6-7 ч из крови они поступают в ткани или фиксируются на поверхности кровеносных сосудов. Свои функции нейтрофилы осуществляют в тканях, где переживают еще около 2-5 дней, после чего погибают.

Функции нейтрофилов: Функции нейтрофилов: 1)наличие собственного движения, 2)накопление на поверхности эндотелия в зоне воспаления, 3)активное движение по направлению к микробам (хемотаксис),

4)фагоцитоз, 4)фагоцитоз, 5)дегрануляция (секреция биологически активных веществ в наружную среду), 6)бактерицидное действие и 7)растворение погибших микробов

Главным источником энергии нейтрофилов является глюкоза. Более, чем 90% необходимой энергии (в виде АТФ) нейтрофилы получают за счет анаэробного гликолиза. Главным источником энергии нейтрофилов является глюкоза. Более, чем 90% необходимой энергии (в виде АТФ) нейтрофилы получают за счет анаэробного гликолиза. Роль аэробных путей в образовании АТФ незначительна. Приблизительно 10% глюкозы превращается в пентозофосфатном цикле как источнике НАДФН2.

В ходе фагоцитоза скорость гликолиза (и увеличение образования лактата) повышается на 25-30%, а скорость реакций пентозофосфатного пути повышается в 10 раз. Одновременно увеличивается интенсивность дыхания (в 10-20 раз) ("дыхательный взрыв"). В ходе фагоцитоза скорость гликолиза (и увеличение образования лактата) повышается на 25-30%, а скорость реакций пентозофосфатного пути повышается в 10 раз. Одновременно увеличивается интенсивность дыхания (в 10-20 раз) ("дыхательный взрыв").

Для реализации защитной функции фагоциты имеют Для реализации защитной функции фагоциты имеют Кислород зависимые и Кислород независимые механизмы.

Кислород в нейтрофилах не тратится на получение энергии, т.к. он необходим для образования активных радикалов кислорода, с помощью которых нейтрофилы уничтожают фагоцитированные микроорганизмы. Кислород в нейтрофилах не тратится на получение энергии, т.к. он необходим для образования активных радикалов кислорода, с помощью которых нейтрофилы уничтожают фагоцитированные микроорганизмы. Это и есть кислород зависимый механизм защиты от инфекций

«ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ВЗРЫВ» можно представить как "комплекс четырех повышений": «ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ВЗРЫВ» можно представить как "комплекс четырех повышений": 1)повышение потребления кислорода; 2)повышение продуцирования кислородных радикалов О2-, 3)повышение продуцирования Н2О2; 4)повышение скорости реакций пентозофосфатного цикла.

2О2 + НАДФН 2О2- + НАДФ+ + Н+ 2О2 + НАДФН 2О2- + НАДФ+ + Н+ или иногда эта реакция может протекать неферментативным путем: 2О2- +2Н+ Н2О2 + О2 Н2О2 может оказывать бактерицидное действие, особенно в присутствии аскорбиновой кислоты и Fe2+. ,

Пероксидазы фагоцитов В ЭОЗИНОФИЛАХ – ЭОЗИНОФИЛЬНАЯ ПЕРОКСИДАЗА В НЕЙТРОФИЛАХ И МОНОЦИТАХ/МАКРОФАГАХ ЛОКАЛИЗОВАНА МИЕЛОПЕРОКСИДАЗА Микробицидная активность значительно возрастает в присутствии анионов галогенов Н2О2 + Сl- + 2Н+ НОСl + Н2О (гипохлорит)

1)Под действием гипохлорита происходит хлорирование структур микробной мембраны, которые при этом нарушаются, а микробы гибнут. 1)Под действием гипохлорита происходит хлорирование структур микробной мембраны, которые при этом нарушаются, а микробы гибнут.

2)Другой механизм основан на том, что МПаза может работать как декарбоксилаза аминокислот: 2)Другой механизм основан на том, что МПаза может работать как декарбоксилаза аминокислот: СlO- + H+ + RNH2-CH-COOH RCHO + CO2 + NH4+ + Cl- При этом разрушение аминокислот микробных мембран ведет к разрушению самих мембран. Кроме того, образованные в результате этой реакции альдегиды сами могут быть токсичными и, в свою очередь, разрушают мембраны микробов.

II. На микробы губительное влияние оказывают также продукты перекисного окисления липидов. II. На микробы губительное влияние оказывают также продукты перекисного окисления липидов. При этом возникает радикал ОН*: О2- + R-COOH OH* + OR- + O2 Этот радикал нарушает целостность микробной мембраны и тем способствует его гибели

Бактерицидные соединения не могут образоваться, если в наличии не будет необходимого количества промежуточных продуктов. Бактерицидные соединения не могут образоваться, если в наличии не будет необходимого количества промежуточных продуктов. Так, в реакции, катализируемой НАДФ.Н-оксидазой: 2О2 + НАДФН 2О2- + НАДФ+ + Н+, образуется НАДФ+, избыток которого ускоряет течение реакций пентозофосфатного цикла, особенно активность Г-6-Ф-ДГ и 6-Ф-глюконолактон-ДГ

Если в цитоплазме нейтрофилов образуется избыток Н2О2, его необходимо устранить. Тогда под влиянием глютатионпероксидазы происходит следующая реакция: Если в цитоплазме нейтрофилов образуется избыток Н2О2, его необходимо устранить. Тогда под влиянием глютатионпероксидазы происходит следующая реакция: Н2О2 + 2GSH GSSG + 2H2O Восстановление глютатиона происходит в другой реакции: 2GSSG+2НАДФ.Н 2НАДФ+ + 4GSH

На поверхности цитоплаз-матической мембраны нейтрофилов локализуется НАДФ*Н-оксидаза, поэтому в результате ее действия большие количества О2-, Н2О2 и 1О2 (тоже необычайно реактивная форма кислорода, уничтожающая бактерии) оказываются в промежуточном веществе. На поверхности цитоплаз-матической мембраны нейтрофилов локализуется НАДФ*Н-оксидаза, поэтому в результате ее действия большие количества О2-, Н2О2 и 1О2 (тоже необычайно реактивная форма кислорода, уничтожающая бактерии) оказываются в промежуточном веществе.

Кислороднезависимые механизмы биоцидности фагоцитов: III. Бактерицидным действием обладают специфические белки которые содержатся в нейтрофилах: Это лизоцим, лактоферрин, катионные белки. Они лизируют (растворяют) (лизоцим), убивают (катионные белки) или задерживают рост бактерий (лактоферрин).

Лактоферрины (дефенсины). Это группа лизосомальных катионных белков небольшой молекулярной массы и с положительным зарядом.. Лактоферрины (дефенсины). Это группа лизосомальных катионных белков небольшой молекулярной массы и с положительным зарядом.. В данных белках до 30% аминокислот с гидрофобными боковыми цепями (лейцин, валин и др.). В молекуле находятся 3 S-S связи, придающие дефенсинам устойчивость к перевариванию.

Дефенсины обладают повышенной сорбцией на бактериальных мембранах, обогащённых кислыми фосфолипидами (кардиолипин, фосфатидилглицерин) Дефенсины обладают повышенной сорбцией на бактериальных мембранах, обогащённых кислыми фосфолипидами (кардиолипин, фосфатидилглицерин)

Удержание железа лактоферрином и трансферрином во внутренней среде животного организма – это один из ведущих механизмов его защиты от инфекции и опухолевого роста. В природе существует жёсткая конкуренция за необходимые для роста и размножение железо между клетками бактерий, низших грибов, простейших и опухолей, с одной стороны, и клетками организма-хозяина – с другой. Удержание железа лактоферрином и трансферрином во внутренней среде животного организма – это один из ведущих механизмов его защиты от инфекции и опухолевого роста. В природе существует жёсткая конкуренция за необходимые для роста и размножение железо между клетками бактерий, низших грибов, простейших и опухолей, с одной стороны, и клетками организма-хозяина – с другой.

П Е Р Е Р Ы В

Лизоцим - один из составных компонентов гранулярной антимикробной системы нейтрофилов человека и животных. Лизоцим является катионным низкомолекулярным белков (15 кДа). Лизоцим действует на гликопротеид клеточной стенки бактерий, деполимеризуя таким способом один из ведущих компонентов оболочки бактерий. Лизоцим - один из составных компонентов гранулярной антимикробной системы нейтрофилов человека и животных. Лизоцим является катионным низкомолекулярным белков (15 кДа). Лизоцим действует на гликопротеид клеточной стенки бактерий, деполимеризуя таким способом один из ведущих компонентов оболочки бактерий.

IV. Усиление гликолиза приводит к образованию большого количества молочной кислоты, которая токсична для многих бактерий. IV. Усиление гликолиза приводит к образованию большого количества молочной кислоты, которая токсична для многих бактерий. Накопление лактата ведет к падению рН, что служит дополнительным антимикробным фактором

V.Функциональная активность нейтрофилов связана также с процессом секреции биологически активных веществ: лизосомальных ферментов, катионных белков и др. V.Функциональная активность нейтрофилов связана также с процессом секреции биологически активных веществ: лизосомальных ферментов, катионных белков и др.

Секреция может осуществляться путем дегрануляции, т.е. когда нейтрофил "выплевывает" какие-либо из гранул целиком или растворимые компоненты. Секреция может осуществляться путем дегрануляции, т.е. когда нейтрофил "выплевывает" какие-либо из гранул целиком или растворимые компоненты.

Фагоцитирующие лейкоциты, накапливаясь в десневых карманах и в десневой жидкости, при "дыхательном взрыве" выделяют агрессивные кислородные радикалы, которые производят повреждения в мягких тканях десен. Фагоцитирующие лейкоциты, накапливаясь в десневых карманах и в десневой жидкости, при "дыхательном взрыве" выделяют агрессивные кислородные радикалы, которые производят повреждения в мягких тканях десен.

Кроме того, лейкоциты в процессе фагоцитоза микробов, присутствующих в десневой жидкости, выделяют в десну и в ее жидкость гидролазные ферменты и кинины, которые сами вызывают и поддерживают воспаление. Кроме того, лейкоциты в процессе фагоцитоза микробов, присутствующих в десневой жидкости, выделяют в десну и в ее жидкость гидролазные ферменты и кинины, которые сами вызывают и поддерживают воспаление.

Лейкоциты также выделяют простагландины, лейкотриены, которые обусловливают нарушение тонуса сосудов и иммунологические нарушения. В результате наблюдаются фазовые изменения состояния сосудов - дилатация (расширение) и спазмы Лейкоциты также выделяют простагландины, лейкотриены, которые обусловливают нарушение тонуса сосудов и иммунологические нарушения. В результате наблюдаются фазовые изменения состояния сосудов - дилатация (расширение) и спазмы

МОНОЦИТЫ МОНОЦИТЫ Это клетки крови, образующиеся в костном мозге. Они составляют 4-8% от всех клеток циркулирующей крови. Полупериод их нахождения в периферической крови составляет 22 ч. Они выходят в ткани, где превращаются в макрофаги (Мф) и накапливаются: купферовские клетки (в печени) альвеолярные макрофаги ( в легких) гистиоциты (в соединительной ткани) и т.д.

В макрофагах есть все субклеточные структуры, особенно много лизосом. В макрофагах есть все субклеточные структуры, особенно много лизосом. Энергию получают аэробным путем. Главной функцией моноцитов и макрофагов является эндоцитоз как растворимых веществ, так и корпускулярных (фагоцитоз). Эндоцитоз может быть как связанным с рецепторами, так и независимым от рецепторов (пиноцитоз). Например, с помощью пиноцитоза могут захватываться растворимые вещества с ММ от 340 (сахароза) до вещества с ММ близкой к ММ ДНК (2млн).

Фагоцитозу подвергаются молекулы, молекулярные комплексы или частицы размером 0,1-10,0 мкм. Объектом фагоцитоза Мф в первую очередь будут крупные частицы, например, клетки (вспомните эритрофаги), вирусы, пыль, агрессивные частицы (SiO2) и т.д. Мф могут также захватывать микробы, но механизмы бактерицидного действия отличаются от механизмов в нейтрофилах. Фагоцитозу подвергаются молекулы, молекулярные комплексы или частицы размером 0,1-10,0 мкм. Объектом фагоцитоза Мф в первую очередь будут крупные частицы, например, клетки (вспомните эритрофаги), вирусы, пыль, агрессивные частицы (SiO2) и т.д. Мф могут также захватывать микробы, но механизмы бактерицидного действия отличаются от механизмов в нейтрофилах.

Вначале происходит негидролитическое нарушение проницаемости мембраны микроба, а затем уже происходит его гидролитическое уничтожение. Вначале происходит негидролитическое нарушение проницаемости мембраны микроба, а затем уже происходит его гидролитическое уничтожение. От функциональной активности макрофагов, так же, как и от функциональной активности нейтрофилов, зависит как устойчивость организма против самых разнообразных заболеваний, так и то, как быстро организм будет справляться с возникшим заболеванием.

От функционального состояния нейтрофилов и макрофагов зависит, возникнет ли заболевание и как оно будет протекать. От функционального состояния нейтрофилов и макрофагов зависит, возникнет ли заболевание и как оно будет протекать. Известный писатель Бернард Шоу устами своего героя сказал: «Лечите свои фагоциты и вы не будете иметь никаких проблем». В этой шутке есть большая доля истины.

СПЕЦИФИЧЕСКИЙ СПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ ГУМОРАЛЬНЫЙ КЛЕТОЧНЫЙ

В результате специфического гуморального иммунного ответа нарабатываются специфические иммуноглобулины. В результате специфического гуморального иммунного ответа нарабатываются специфические иммуноглобулины. Вещество, способное вызывать иммунный ответ, называется антигеном. Иммуноглобулины или антитела синтезируются плазматическими клетками, которые образуются в результате нескольких митозов из В-лимфоцитов.

Чужеродные вещества малого размера не вызывают образования антител. Однако если они присоединены к макромолекулам, Чужеродные вещества малого размера не вызывают образования антител. Однако если они присоединены к макромолекулам, то образование специфических антител возможно. В этом случае макромолекула является носителем присоединенной химической группы, которую называют гаптеном

Как только антиген проникает в организм человека, он встречается лицом к лицу с блестящим войском лимфоцитов, несущих различные рецепторы. Как только антиген проникает в организм человека, он встречается лицом к лицу с блестящим войском лимфоцитов, несущих различные рецепторы. При этом у каждого антигена есть свой индивидуальный распознающий участок ("антигенная детерминанта"). Антиген соединяется только с теми рецепторами, которые в точности ему соответствуют. Лимфоциты, связавшие антиген, получают так называемый "пусковой сигнал" и превращаются в плазматические клетки

Так антиген отбирает антитела, распознающие его с высокой эффективностью. Образуется большой клон плазматических клеток. Эти дочерние клетки будут уже синтезировать только тот вид антител, на который был запрограммирован. Поскольку эти антитела образовались в результате антигенного воздействия, то мы и говорим о приобретенном иммунном ответе. Так антиген отбирает антитела, распознающие его с высокой эффективностью. Образуется большой клон плазматических клеток. Эти дочерние клетки будут уже синтезировать только тот вид антител, на который был запрограммирован. Поскольку эти антитела образовались в результате антигенного воздействия, то мы и говорим о приобретенном иммунном ответе.

Плазматические клетки начинают усиленно производить именно те антитела, которые соответсвуют данному антигену. Так антиген отбирает антитела, распознающие его с высокой эффективностью. Образуется большой клон плазматических клеток. Эти дочерние клетки будут уже синтезировать только тот вид антител, на который был запрограммирован. Поскольку эти антитела образовались в результате антигенного воздействия, то мы и говорим о приобретенном иммунном ответе. Плазматические клетки начинают усиленно производить именно те антитела, которые соответсвуют данному антигену. Так антиген отбирает антитела, распознающие его с высокой эффективностью. Образуется большой клон плазматических клеток. Эти дочерние клетки будут уже синтезировать только тот вид антител, на который был запрограммирован. Поскольку эти антитела образовались в результате антигенного воздействия, то мы и говорим о приобретенном иммунном ответе.

Вариаб.обл.(V) Константная область (C) Вариаб.обл.(V) Константная область (C) L ==========++++++++ Антигенсвяз.* S центр * S H ==========++++++++++++++++++++++++++++++ N-концевая S часть S С-концевая часть H ==========++++++++++++++++++++++++++++++ * S * S L ==========++++++++ V C

СХЕМА СТРОЕНИЯ ИММУНОГЛОБУЛИНА G

Комплексы антиген(гаптен)-антитело образуются под действием тех же сил, что и фермент-субстратные комплексы. Сочетание слабых нековалентных связей типа электростатических, водородных и вандерваальсовых обеспечивают прочное и специфическое связывание. Гаптен или антиген довольно точно соответствуют связывающему участку по структуре. Специфичность связывания, хотя и очень высокая, но не абсолютная, т.е. одно антитело может связывать несколько разных антигенов, если они очень близки по строению. Комплексы антиген(гаптен)-антитело образуются под действием тех же сил, что и фермент-субстратные комплексы. Сочетание слабых нековалентных связей типа электростатических, водородных и вандерваальсовых обеспечивают прочное и специфическое связывание. Гаптен или антиген довольно точно соответствуют связывающему участку по структуре. Специфичность связывания, хотя и очень высокая, но не абсолютная, т.е. одно антитело может связывать несколько разных антигенов, если они очень близки по строению.

ИММУНОГЛОБУЛИН М. Содержатся в сыворотке в концентрации около 1 г/л. не проходит через плаценту. И если в крови плода обнаруживаются эти иммуноглобулины, то это указывает на внутриматочную инфекцию. Повышается при первичном иммунном ответе. Их уровень снижается при отдельных формах иммунодефицитов, а также при лимфоидных опухолях. Обеспечивает различия по группам крови и Rh-фактору.

ИММУНОГЛОБУЛИН G. Это основной класс иммуноглобулинов, в сыворотке крови их больше всего: примерно, 12 г/л. Его синтез увеличивается в период вторичного иммунного ответа. Это единственный иммуноглобулин, который способен проходить через плаценту и поэтому плод получает материнские антитела. Кроме того, эти антитела секретируются в большом количестве с материнским молоком и тем самым обеспечивают пассивный иммунитет новорожденному.

ИММУНОГЛОБУЛИН А Концентрация в крови 2 г/л., не проходят через плаценту. Помимо того, что этот иммуноглобулин находится в крови, он является также секреторным иммуноглобулином. IgА содержится в секретах слизистых (в слюне, слезной жидкости, молозиве, бронхиальном секрете). Иммуноглобулины этого класса связываются с микроорганизмами и препятствуют присоединению к поверхности клетки. Биологическая роль этого иммуноглобулина - в основном в местной защите слизистых оболочек от инфекции.

ИММУНОГЛОБУЛИН D Концентрация 0,3 г/л. не связывает комплемента, не проходит через плаценту. Выполняет роль рецептора для антигена в плазматической мембране В-лимфоцитов, другая его функция пока неизвестна.

ИММУНОГЛОБУЛИН Е В крови в концентрациях 0,25 мг/л. IgE участвуют в аллергических реакциях. Присоединение антигена к IgE на клеточной поверхности вызывает дегрануляцию тучных клеток и высвобождение многих медиаторов. Эти медиаторы улучшают кровоснабжение, и благодаря этому, усиливается защитная реакция. Кроме того, эти вещества в большой мере ответственны за проявления аллергических реакций.