Както е известно, в хода на имунния отговор между чужд антиген и (специфично) антитяло, което реагира само с него, възниква физикохимична връзка, която допринася за неутрализирането и разцепването на антигените. Възниква въпросът: как организмът може да образува специфично антитяло за всеки от стотиците хиляди антигени, произхождащи от външната среда. Напоследък се правят опити да се обясни имунният отговор чрез две противоречиви теории: инструктивна и селективна теория.
аз Теория на обучението: антигенът, като даде проба, предизвиква образуването на специфично антитяло, което реагира само с него (тази теория в тази форма може да се счита за опровергана.)
II. Електорална теория: в резултат на генетични изследвания и изясняване на химичната структура на имуноглобулина, селективната теория може да се счита за доказана. На повърхността на антигените има детерминантни групи (странични вериги); организмът има наследствена способност, заложена в ДНК на клетъчното ядро, да образува специфични антитела, които реагират с антигени. Ако организмът срещне специфичен антиген, стимулацията води до селективна репликация на лимфоцити с реактивен протеин; лимфоцитна популация, способна да произвежда такова специфично антитяло, се нарича клонинг.
Полученото антитяло, според опита, е само частично специфично, тъй като свързани видове или протеини с подобна функция дават кръстосана реакция, а в някои случаи дори системно отдалечени антигени могат да дадат реакция (например, антигенът на Forsman). Това се дължи на факта, че в хода на имунизацията в тялото почти винаги се въвеждат една или повече сложни протеинови молекули с множество характерни групи (детерминанти). При изследването на кристални и синтетични протеини обаче беше установено, че една имуноглобулинова молекула може да реагира с не повече от две детерминанти.
По отношение на антигенната детерминанта, според изследванията на Левин, в резултат на генетична регулация, за имунния отговор важи законът за "всичко или нищо". Според нашето изследване, същото правило важи за алергените: дете, чувствително към синтетичен лизин-вазопресин, не предизвиква никаква алергична реакция към окситоцин, въпреки че последният се различава от вазопресина само по една циклична аминокиселина, в допълнение към лизина, който е биологично ефективен.
Имунотолерантност. Това състояние е обратното на имунитета: тялото не дава имунен отговор на въвеждането на чужд антиген, което, както следва от горното, може да е резултат от генетична особеност: този човек няма лимфоцитен клон, способен да образува съответното антитяло. Под въздействието на много голямо количество (насищащ) антиген или често повтаряща се ниска доза от антиген, вече съществуващ имунен отговор може да спре и да възникне толерантност по отношение на определен антиген, т.е. тялото временно или трайно губи способността си да синтезират или даряват имунни субстанции по отношение на този антиген. Толерантността е толкова специфична, колкото и имунният отговор: тя се отнася само за специфичен антиген.
Механизъм на придобита толерантност:
1. Преобладаването на антигените блокира антителата, разположени на повърхността на В-лимфоцитите и предотвратява възпроизвеждането на съответните клетъчни клонове. Инхибирането на клетъчните функции от цитотоксични агенти допринася за появата на толерантност.
2. Антитялото, когато се прилага във високи концентрации, може също да доведе до толерантност чрез свързване с антигена, преди да достигне специфични реактивни лимфоцити.
3. Според повечето от новите изследвания, стимулирането на инхибиторните (супресорни) Т клетки е много важно за развитието на толерантност.
Хибридизация. Според най-новите изследвания, чрез съвместно култивиране на два вида лимфоцити, способни на различни имунни отговори, могат да се получат моноклонални (образуващи един вид антитяло) клетки в тъканна култура. Това отваря нова възможност за пасивна защита и в бъдеще ще бъде възможно да се получат човешки антитела в големи количества.
Химическата структура на имуноглобулиновата молекула е известна от изследванията на Еделман. Вече е установено, че имуноглобулиновата молекула може да бъде разделена на две H вериги (тежка - тежка) и две L вериги (лека - лека) чрез разделяне на дисулфидни мостове. Чрез смилането на папаин молекулата може да бъде фрагментирана по друг начин: след това две части, наречени Fab, и една част, наречена Fc, се отцепват.
Страхотен фрагмент. Той образува мястото на свързване на специфичен антиген. Фрагментът съдържа пълната верига L и част от веригата H. Външната (аминотерминална) част или сегмент N на двете вериги е променливата - V - област. Съдържа 111 аминокиселини, чието специфично свързване се определя от последователността, променяща се за отделните антитела, стерео конфигурацията. Последователността на аминокиселините (последователността) на другата част е независима от способността да реагира със специфичен антиген: това е сегмент С (константа). Последният варира индивидуално и по този начин са описани много варианти по отношение на качеството на IgG.
Молекулно тегло на вериги L:20000. По отношение на антигенността има два вида леки вериги: капа и ламбда (но има само един вид в една молекула).
Fc фрагмент. Той е част от веригата Н. Той не се свързва с антигена, но в случай на физикохимична реакция между Fab и антигена, индуцира верига от биологични реакции.
Класификацията на имуноглобулините е възможна въз основа на различната антигенност на Н веригите; Понастоящем се разграничават пет вида имуноглобулини. Веригата L във всеки случай може да бъде двойна: капа и ламбда.
Въпреки това, имунният отговор може да възникне според различни сценарии. Първо, имунната система блокира активността на чужди обекти (имуногени), създавайки специални химически реактивни молекули (имуноглобулини), които инхибират активността на имуногените.
Имуноглобулините се произвеждат от лимфоцити, които са основните клетки на имунната система. Има два основни вида лимфоцити, които, когато се комбинират, създават всички видове имунни отговори: Т-лимфоцити (Т-клетки) и В-лимфоцити (В-клетки). Т-лимфоцитите, когато възприемат чужд материал, сами произвеждат имунен отговор - унищожават чужди клетки на генно ниво. Т-лимфоцитите са в основата на клетъчния имунитет.
В-лимфоцитите неутрализират чужди обекти от разстояние, създавайки специални химически реактивни молекули - антитела. В-лимфоцитите са в основата на хуморалния имунитет.
Има 5 класа антитела: IgM, IgD, IgE, IgG, IgA. IgG е основният клас имуноглобулини. IgG антителата съставляват около 70% от всички антитела. IgA имуноглобулините съставляват около 20% от всички антитела. Антителата от други класове съставляват само 10% от всички антитела.
Когато възникне хуморален имунен отговор, елиминирането на чужд материал става в кръвната плазма под формата на химична реакция. Имуноглобулините, създадени в резултат на имунния отговор, могат да останат в продължение на много години и десетилетия, осигурявайки на тялото защита срещу повторна инфекция, например паротит, варицела, рубеола. Чрез този процес е вероятно ваксинацията.
Т-клетките са отговорни за имунния отговор на 2 нива. На първо ниво те подпомагат откриването на чужд материал (имуноген) и активират В-клетките да синтезират имуноглобулини. На второ ниво, след като В-клетките са стимулирани да произвеждат имуноглобулини, Т-клетките започват да се разграждат и унищожават директно чужд материал.
Такава активирана Т-клетка унищожава вредната клетка, като се сблъсква и прикрепя здраво към нея - затова те стават известни като клетки убийци или Т-убийци.
Клетъчната имунна защита е открита от I.I. Мечников в края на 19 век. Той обоснова, че защитата на тялото от инфекция с микроби се получава благодарение на способността на специални кръвни клетки да прикрепят и разграждат вредни малки организми.
Този процес се нарича фагоцитоза, а клетките убийци, които проследяват чужди малки организми, се наричат фагоцити. Синтезът на имуноглобулини и процесът на фагоцитоза са специфични фактори на човешкия имунитет.
В допълнение към специфичните, има неспецифични причини за имунитета. Между тях:
блокиране на инфекциозни агенти от епитела
наличието в кожните секрети и стомашния сок на вещества, които имат лош ефект върху инфекциозните агенти;
наличие в кръвна плазма, слюнка, сълзи и др. специални ензимни системи, които разграждат микроби и вируси (например мурамидаза).
Защитата на организма се осъществява не само чрез унищожаване на чуждия материал, който се въвежда в него на генно ниво, но и чрез отстраняване на вече локализираните в тях имуногени от органи и тъкани. Ясно е, че вирусите, бактериите и техните отпадъчни продукти, както и мъртвите бактерии, се транспортират навън през потните жлези, пикочната система и чревния тракт.
Друг неспецифичен защитен механизъм е интерферонът, антивирусна протеинова структура, синтезирана от заразена клетка. Движейки се по извънклетъчния матрикс и попадайки в здравите клетки, този протеин защитава клетката от вируса и от системата на комплемента - комплекс от протеини, които постоянно присъстват в кръвната плазма и други телесни течности, които разрушават клетките, съдържащи чужд материал.
Защитните сили на организма са отслабени в повечето случаи поради неспазване на здравословния начин на живот или поради злоупотреба с антибиотици.
Популярни записи
Исхемичен инсулт
10:33 ч. От админ
Инсултът е остра недостатъчност на мозъчния кръвен поток. С масовата смърт на мозъчните неврони някои органи и системи, които са под контрола на тези неврони, спират да работят. Милиони хора на
Новомин
01:10 ч. От администратор
Обща информация Единствен по рода си антиоксидантен продукт, който напълно унищожава вече засегнатите и ремоделирани клетки Антиоксидантният продукт Novomin е уникална разработка, насочена към предотвратяване на злокачествени новообразувания,
преднизон и бременност
8:58 ч. От администратор
За никого не е тайна, че периодът на бременност е един от онези моменти в живота на всяка дама, когато тя трябва да бъде отговорна не само
Буква фармацевтична - информация, полезност, рецепти
19:50 От админ
Общо описание Капката е многогодишно тревисто растение от семейство ментови (Labiatae). Височина на растението - до 1 м. Багажникът е прав, горната му част е без листа или от време на време
Хидромасаж на краката
17:05 От админ
Мускулното напрежение на краката е доста често срещано явление в живота на всеки човек. Понякога изглежда, че изобщо няма сила да се движи. В такива моменти, търсейки стол или легло,
Глюкомер - грижа за вашето здраве
9:51 ч. От администратор
Несъмнено основната цел на глюкомера е да измерва нивата на кръвната захар. Той е уникален и незаменим за хората със заболяването - захарен диабет. Но се използва широко в
Симптоми на задух
21:47 От админ
„Не мога да дишам“, „задъхвам се“, „няма достатъчно въздух“, „изобщо няма кислород“ - всички тези, както и много други думи, се изразяват от човек в моменти, когато чувства очевидна липса
Основните условия за осъществяване на имунното разпознаване, което е ключов процес в имунен отговор:
- APC трябва да "направи" оптималното количество пептиди от чужд или свой собствен антигенен материал и пептид-свързващите жлебове на неговия HLA II трябва да могат да свързват тези пептиди. Този етап се нарича селекция на антигенни детерминанти.
- Имунната система на конкретен човек трябва да има достатъчен репертоар от Т-лимфоцити, който да съдържа AG-разпознаващ рецептор, способен да разпознае този чужд пептид. Ако такива Т-лимфоцити липсват (има "дупки" в репертоара на Т-лимфоцитите), се създават условия, при които имунната система не може да разпознае някои антигени.
- Предполага се, че с помощта на пептиди и съответния цитокинов фон се включват механизмите за задействане на имунния отговор с включване основно на Th 1 и Th 2.
- Силата на имунния отговор зависи от природата на пептида и HLA молекулите, както и от степента на съответствие между антигена и най-комплементарния антиген-разпознаващ рецептор, присъстващ в рецепторния репертоар на имунната система на даден организъм.
Следва да се обърне внимание на няколко важни условия, които са основни при осъществяването на механизма на имунния отговор (фиг. 31). Имунната система разпознава антигена в две форми – в естествената му форма от имуноглобулиновите рецептори на В-лимфоцитите и под формата на имуногенен пептид от антиген-разпознаващия рецептор на Т-хелперите. Това е необходимо за осъществяването на правилен имунен отговор. Известно е, че факторите на вродената резистентност могат да установят чуждостта на патогена. Имунокомпетентните клетки са лишени от това свойство, което е свързано с особеностите на образуването на техните рецептори за разпознаване на антигени. Следователно някои В-лимфоцити са способни да разпознават антигени, които по никакъв начин не са чужди. Но те не могат да развият имунен отговор сами, тъй като изискват стимулиращи влияния от активирани Т-хелпери, които разпознават съответния имуногенен пептид. Образуването на пептида се дължи на активността на вродени резистентни фактори (макрофаги, дендритни клетки), следователно активирането на Т-хелперите става само когато навлезе чужд патоген.
Имунната толерантност е уникално свойство на имунната система да разпознава собствените си антигени, но не и да реагира на тях чрез развитието на ефекторни механизми.
Механизмите, чрез които възниква директно увреждане на патогена, се наричат ефекторни.
В резултат на имунния отговор често не се образуват нови ефекторни механизми. Факторите на вродена резистентност имат мощен цитотоксичен потенциал, който не се реализира напълно в етапа на първичната реакция поради модела на разпознаване на патогена. Следователно, сложни и продължителни (5-6 дни) процеси на взаимодействие, пролиферация и диференциация на имунокомпетентни клетки, наречени собствени имунни реакции, са предназначени да разработят специфичен механизъм за разпознаване на патогени за вродени резистентни фактори и да запомнят този механизъм за в бъдеще. В същото време имунните механизми поемат функцията да управляват всички фактори, участващи в борбата с патогена. Единственият компонент на имунния отговор, способен независимо да упражнява увреждащ ефект, е цитотоксичният Т-лимфоцит, но неговият ефекторен механизъм се различава малко от този на естествените убийци, които са свързани с вродени фактори на резистентност.
Хуморален имунен отговор
Клетъчен имунен отговор
При вътреклетъчни патогени и поява на туморни клетки се реализира т. нар. клетъчен имунен отговор. Т-клетките, участващи в тези реакции, се наричат Т-хелперни тип 1. Те произвеждат главно IL-2, TNF β, γ-IFN.
Т-хелперите тип 1 не допринасят за синтеза на антитела, а за образуването на цитотоксични Т-лимфоцити (Т-убийци). Следователно имунните реакции, инициирани от тези помощници, се наричат клетъчни. Днес те са склонни да мислят, че наивни CD8 + Т клетки (бъдещи Т-убийци), активирани от Т-хелперни цитокини тип 1, могат независимо да взаимодействат с APC. В същото време техният антиген-разпознаващ рецептор взаимодейства с комплексите пептид-HLA I, които се появяват на повърхността на APC (например дендритни клетки), а молекулата CD8 стабилизира това взаимодействие, действайки като ко-рецептор. В този случай е необходима експресия на костимулиращи молекули. Техният синтез на APC се увеличава под влиянието на γ-IFN Th тип I. В този случай CD8 + Т клетката се активира и започва синтеза на IL-2, което по автокринен механизъм води до повишена пролиферация на клетката продуцент. В случай на недостатъчен синтез на собствен IL-2, съответният цитокин на Т-хелпер тип 1 влиза в действие. В края на пролиферацията настъпва диференциация на образувания клонинг на имунните клетки. По този начин, антиген-специфичен компетентен Т-убиец, по-точно, цитотоксичен Т-лимфоцит, се образува от наивна CD8 + Т-клетка. Той разпознава съответните комплекси пептид-HLA I на повърхността на компрометирани клетки (например туморни клетки), като изпълнява цитотоксични функции по отношение на тях. Това взаимодействие вече не изисква експресията на костимулиращи молекули. материал от сайта
Сгъването на имунния отговор се дължи на активността на макрофагите поради тяхната уникална способност да извършват антигенно представяне, без да напускат фокуса на патогена. Тъй като макрофагите продължават да изпълняват функцията на фагоцитоза и цитотоксичност, тези клетки имат надеждна информация за текущото състояние на патогена. В случай на неговото елиминиране, антигенното представяне и експресия на костимулиращи молекули, производството на макрофагални провъзпалителни цитокини и стимулирането на производството на адхезионни молекули спират. Тези фактори предпазват активираните лимфоцити от спонтанна апоптоза. Следователно, ако макрофагът бъде изключен от работа, което се случва, когато патогенът е напълно елиминиран, има масова смърт на лимфоцити, участващи в осъществяването на имунния отговор. Оцеляват само клетките на паметта - популация от антиген-специфични лимфоцити, които са устойчиви на спонтанна апоптоза. Именно тези клетки ще осигурят по-бърз и по-ефективен имунен отговор, когато антигенът бъде въведен отново. По време на сгъването на имунните отговори макрофагите синтезират предимно трансформиращ растежен фактор β. Този цитокин потиска експресията на TNF-α и стимулира хемотаксиса на фибробластите към мястото на възпалението. На тази страница материал по темите:
Понятието имунитет означава имунитет на организма към всякакви генетично чужди агенти, включително патогени и техните отрови (от латински immunitas - освобождаване от нещо).
Когато генетично чужди структури (антигени) попаднат в тялото, се задействат редица механизми и фактори, които разпознават и неутрализират тези чужди за организма вещества.
Системата от органи и тъкани, която осъществява защитни реакции на организма срещу нарушения на постоянството на вътрешната му среда (хомеостаза), се нарича имунна система.
Науката за имунитета - имунологията изучава реакциите на организма към чужди вещества, включително микроорганизми; реакции на тялото към чужди тъкани (съвместимост) и злокачествени тумори; определя имунологичните кръвни групи и др. Основите на имунологията са положени от спонтанните наблюдения на древните за възможността за изкуствена защита на човека от инфекциозно заболяване. Наблюденията на хора, попаднали във фокуса на епидемията, доведоха до извода, че не всеки се разболява. И така, тези, които са се възстановили от тази болест, не се разболяват от чума; морбили обикновено се разболява веднъж в детството; прекаралите кравешка шарка не боледуват от шарка и т.н.
Известни са методи на древните народи за предпазване от ухапвания от змии чрез втриване на натрити със змийска отрова растения в прорези по кожата; за предпазване на стадата от перипневмония на говеда, също като се правят прорези по кожата с кама, предварително потопена в белите дробове на бик, умрял от това заболяване.
Е. Дженър (1876) прави първата изкуствена ваксинация за предотвратяване на инфекция. Въпреки това само Л. Пастьор успя да обоснове научно принципите на изкуствената защита срещу инфекциозни заболявания. Той доказа, че заразяването с отслабени патогени води до имунитет на организма при повторни срещи с тези микроорганизми.
Пастьор разработва лекарства, които предотвратяват антракс и бяс.
Имунологията получи по-нататъшно развитие в трудовете на I. I. Мечников за значението на клетъчния имунитет (фагоцитоза) и P. Ehrlich за ролята на хуморалните фактори (телесни течности) за развитието на имунитета.
В момента имунологията е наука, в която защитата от инфекциозни заболявания е само една от връзките. Обяснява причините за тъканна съвместимост и отхвърляне при трансплантация на органи, смърт на плода в ситуация на Rh-конфликт, усложнения при кръвопреливане, решава проблемите на съдебната медицина и др.
Основните видове имунитет са показани на диаграмата.
Наследствен (видов) имунитет
Наследственият (видов) имунитет е най-трайната и съвършена форма на имунитет, който се дължи на наследствени фактори на устойчивост (резистентност).
Известно е, че човекът е имунизиран срещу чумата по кучетата и говедата, а животните не боледуват от холера и дифтерия. Наследственият имунитет обаче не е абсолютен: чрез създаване на специални, неблагоприятни условия за макроорганизма, човек може да промени неговия имунитет. Например прегряването, охлаждането, бери-бери, действието на хормоните водят до развитие на заболяване, което обикновено е необичайно за човек или животно. И така, Пастьор, охлаждайки пилетата, ги е причинил с изкуствена инфекция антракс, от която те не се разболяват при нормални условия.
придобит имунитет
Придобитият имунитет при човек се формира по време на живота, не се наследява.
естествен имунитет. След заболяване се формира активен имунитет (нарича се постинфекциозен). В повечето случаи той продължава дълго време: след морбили, варицела, чума и др. Но след някои заболявания продължителността на имунитета е кратка и не надвишава една година (грип, дизентерия и др.). Понякога естествен активен имунитет се развива без видимо заболяване. Образува се в резултат на латентна (латентна) инфекция или повторна инфекция с малки дози от патогена, които не причиняват изразено заболяване (частична, битова имунизация).
Пасивният имунитет е имунитетът на новородените (плацентарен), придобит от тях през плацентата по време на вътреутробното развитие. Новородените също могат да получат имунитет от майчиното мляко. Този вид имунитет е краткотраен и до 6-8 месеца, като правило, изчезва. Значението на естествения пасивен имунитет обаче е голямо - той осигурява имунитета на кърмачетата към инфекциозни заболявания.
изкуствен имунитет. Човек придобива активен имунитет в резултат на имунизация (ваксини). Този тип имунитет се развива след въвеждането в тялото на бактерии, техните отрови, вируси, отслабени или убити по различни начини (ваксини срещу магарешка кашлица, дифтерия, едра шарка).
В същото време в тялото се извършва активно преструктуриране, насочено към образуването на вещества, които имат вредно въздействие върху патогена и неговите токсини (антитела). Също така има промяна в свойствата на клетките, които унищожават микроорганизмите и техните метаболитни продукти. Изграждането на активен имунитет става постепенно в продължение на 3-4 седмици и се запазва сравнително дълго време - от 1 до 3-5 години.
Пасивният имунитет се създава чрез въвеждане на готови антитела в организма. Този вид имунитет възниква веднага след въвеждането на антитела (серуми и имуноглобулини), но продължава само 15-20 дни, след което антителата се разрушават и екскретират от тялото.
Концепцията за "местен имунитет" е въведена от А. М. Безредка. Той вярваше, че отделните клетки и тъкани на тялото имат определена чувствителност. Като ги имунизират, те създават като че ли бариера за проникването на инфекциозни агенти. Понастоящем е доказано единството на местния и общия имунитет. Но значението на имунитета на отделните тъкани и органи към микроорганизмите е извън съмнение.
В допълнение към горното разделение на имунитета по произход, има форми на имунитет, насочен към различни антигени.
Антимикробен имунитетразвива се при заболявания, причинени от различни микроорганизми или с въвеждането на корпускулярни ваксини (от живи, отслабени или убити микроорганизми).
Антитоксичен имунитетпроизведени по отношение на бактериални отрови - токсини.
Антивирусен имунитетобразувани след вирусни заболявания. Този тип имунитет е предимно дълъг и устойчив (морбили, варицела и др.). Антивирусен имунитет се развива и при имунизация с вирусни ваксини.
В допълнение, имунитетът може да бъде разделен в зависимост от периода на освобождаване на тялото от патогена.
Стерилен имунитет. Повечето патогени изчезват от тялото, когато човек се възстанови. Този вид имунитет се нарича стерилен (морбили, едра шарка и др.).
Нестерилен имунитет. Чувствителността към причинителя на инфекцията се запазва само по време на престоя му в организма гостоприемник. Такъв имунитет се нарича нестерилен или инфекциозен. Този тип имунитет се наблюдава при туберкулоза, сифилис и някои други инфекции.
тестови въпроси
1. Какво е имунитет?
2. Какви форми на имунитет познавате?
Човешкият имунитет към инфекциозни заболявания се дължи на комбинираното действие на неспецифични и специфични защитни фактори.
Неспецифични са вродените свойства на тялото, които допринасят за унищожаването на голямо разнообразие от микроорганизми на повърхността на човешкото тяло и в кухините на тялото му.
Развитието на специфични защитни фактори възниква след като тялото влезе в контакт с патогени или токсини; действието на тези фактори е насочено само срещу тези патогени или техните токсини.
Неспецифични защитни фактори на организма
Има механични, химични и биологични фактори, които предпазват организма от вредното въздействие на различни микроорганизми.
Кожа. Ненарушената кожа е бариера за проникването на микроорганизми. В този случай механичните фактори са важни: отхвърлянето на епитела и секрецията на мастните и потните жлези, които допринасят за отстраняването на микроорганизмите от кожата.
Ролята на химически защитни фактори изпълняват и секретите на кожните жлези (мастни и потни). Те съдържат мастни и млечни киселини, които имат бактерициден (убиващ бактерии) ефект.
Биологичните защитни фактори се дължат на вредното въздействие на нормалната микрофлора на кожата върху патогенните микроорганизми.
лигавициразлични органи са една от бариерите за проникване на микроорганизми. В дихателните пътища механичната защита се осъществява с помощта на ресничестия епител. Движението на ресничките на епитела на горните дихателни пътища непрекъснато придвижва слузния филм заедно с различни микроорганизми към естествените отвори: устната кухина и носните проходи. Космите на носните проходи имат същия ефект върху бактериите. Кашлянето и кихането помагат за отстраняване на микроорганизмите и предотвратяват тяхната аспирация (вдишване).
Сълзите, слюнката, кърмата и други телесни течности съдържат лизозим. Има разрушително (химическо) действие върху микроорганизмите. Киселинната среда на стомашното съдържимо също оказва влияние върху микроорганизмите.
Нормалната микрофлора на лигавиците, като фактор на биологична защита, е антагонист на патогенните микроорганизми.
тестови въпроси
1. Какво представляват неспецифичните защитни фактори?
2. Какви фактори възпрепятстват проникването на патогенни микроорганизми през кожата и лигавиците?
Възпаление- реакцията на макроорганизма към чужди частици, проникващи във вътрешната му среда. Една от причините за възпаление е въвеждането на инфекциозни агенти в тялото. Развитието на възпаление води до унищожаване на микроорганизми или освобождаване от тях.
Възпалението се характеризира с нарушение на циркулацията на кръвта и лимфата в лезията. Придружава се от температура, подуване, зачервяване и болка.
Клетъчни неспецифични защитни фактори
Фагоцитоза
Един от основните механизми на възпалението е фагоцитозата - процесът на абсорбция на бактерии.
Феноменът на фагоцитозата е описан за първи път от И. И. Мечников. Той започва да изучава фагоцитозата от едноклетъчна амеба, за която фагоцитозата е начин за смилане на храната. След като проследи този процес на различни етапи от развитието на животинския свят, И. И. Мечников го завърши с откриването на специализирани човешки клетки, с помощта на които се извършва унищожаването на бактерии, резорбцията на мъртви клетки, огнища на кръвоизливи и др. от голямо значение.
Различни клетки на тялото (кръвни левкоцити, ендотелни клетки на кръвоносните съдове) имат фагоцитна активност. Тази активност е най-силно изразена в подвижните полиморфонуклеарни левкоцити, кръвните моноцити и тъканните макрофаги и в по-малка степен в клетките на костния мозък. Всички мононуклеарни фагоцитни клетки (и техните предшественици на костен мозък) се комбинират в система от мононуклеарни фагоцити (MPS).
Фагоцитните клетки имат лизозоми, които съдържат повече от 25 различни хидролитични ензими и протеини с антибактериални свойства.
Етапи на фагоцитоза. Етап 1 - приближаването на фагоцита към обекта поради химическото влияние на последния. Това движение се нарича положителен хемотаксис (към обекта).
Етап 2 - адхезия на микроорганизми към фагоцити.
Етап 3 - абсорбцията на микроорганизми от клетката, образуването на фагозоми.
Етап 4 - образуването на фаголизозома, където влизат ензими и бактерицидни протеини, смъртта и смилането на патогена.
Процесът, който завършва със смъртта на фагоцитирани микроби, се нарича пълна фагоцитоза.
Някои микроорганизми обаче, намирайки се във фагоцитите, не умират, а понякога дори се размножават в тях. Това са гонококи, Mycobacterium tuberculosis, Brucella. Това явление се нарича непълна фагоцитоза; докато фагоцитите умират.
Подобно на други физиологични функции, фагоцитозата зависи от състоянието на организма - регулаторната роля на централната нервна система, храненето, възрастта.
Фагоцитната активност на левкоцитите се променя при много и често неинфекциозни заболявания. Чрез определяне на редица показатели на фагоцитозата е възможно да се установи хода на заболяването - възстановяване или влошаване на състоянието на пациента, ефективността на лечението и др.
За да се оцени функционалното състояние на фагоцитите, абсорбционната активност най-често се определя от два теста: 1) фагоцитен индекс - процентът на фагоцитните клетки (броят на левкоцитите с абсорбирани микроби от 100 наблюдавани); 2) фагоцитен брой - средният брой микроби или други обекти на фагоцитоза, абсорбирани от един левкоцит.
Бактерицидните способности на фагоцитите се определят от броя на лизозомите, активността на вътреклетъчните ензими и други методи.
Активността на фагоцитозата е свързана с наличието на антитела в кръвния серум - опсонини. Тези антитела засилват фагоцитозата, подготвяйки клетъчната повърхност за абсорбция от фагоцита.
Активността на фагоцитозата до голяма степен определя имунитета на организма към определен патоген. При някои заболявания фагоцитозата е основен защитен фактор, при други е спомагателен. Във всички случаи обаче липсата на фагоцитна способност на клетките драматично влошава хода и прогнозата на заболяването.
Клетъчна реактивност
Развитието на инфекциозния процес и формирането на имунитет са напълно зависими от първичната чувствителност на клетките към патогена. Наследственият видов имунитет е пример за липсата на чувствителност на клетките на един животински вид към микроорганизми, които са патогенни за други. Механизмът на това явление не е добре разбран. Известно е, че реактивността на клетките се променя с възрастта и под въздействието на различни фактори (физични, химични, биологични).
тестови въпроси
1. Какво е фагоцитоза?
2. Какви етапи на фагоцитозата познавате?
3. Какво е пълна и непълна фагоцитоза?
Хуморални фактори на неспецифична защита
В допълнение към фагоцитите в кръвта има разтворими неспецифични вещества, които имат вредно въздействие върху микроорганизмите. Те включват комплемент, пропердин, β-лизини, х-лизини, еритрин, левкини, плакини, лизозим и др.
Комплементът (от латински complementum - добавяне) е сложна система от протеинови кръвни фракции, която има способността да лизира микроорганизми и други чужди клетки, като червени кръвни клетки. Има няколко компонента на комплемента: C 1, C 2, C 3 и др. Комплементът се разрушава при температура 55 ° C за 30 минути. Това свойство се нарича термолабилност. Разрушава се и при разклащане, под въздействието на ултравиолетови лъчи и др. Освен в кръвния серум комплементът се намира в различни телесни течности и в възпалителен ексудат, но липсва в предната камера на окото и цереброспиналната течност.
Пропердин (от латински properde - приготвям) е група от компоненти на нормалния кръвен серум, който активира комплемента в присъствието на магнезиеви йони. Той е подобен на ензимите и играе важна роля в устойчивостта на организма към инфекции. Намаляването на нивото на пропердин в кръвния серум показва недостатъчна активност на имунните процеси.
β-лизините са термостабилни (устойчиви на температура) вещества от човешки кръвен серум, които имат антимикробен ефект, главно срещу грам-положителни бактерии. Разрушава се при 63°C и под действието на UV лъчи.
Х-лизинът е термостабилно вещество, изолирано от кръвта на пациенти с висока температура. Той има способността да допълва лизиращите бактерии, предимно грам-отрицателни, без участие. Издържа на нагряване до 70-100°C.
Еритрин, изолиран от животински еритроцити. Има бактериостатичен ефект върху патогени на дифтерия и някои други микроорганизми.
Левкините са бактерицидни вещества, изолирани от левкоцитите. Термостабилен, разрушава се при 75-80 ° C. Намира се в кръвта в много малки количества.
Плакините са вещества, подобни на левкините, изолирани от тромбоцитите.
Лизозимът е ензим, който разрушава мембраната на микробните клетки. Намира се в сълзи, слюнка, кръвни течности. Бързото зарастване на рани на конюнктивата на окото, лигавиците на устната кухина, носа до голяма степен се дължи на наличието на лизозим.
Съставните компоненти на урината, простатната течност, екстрактите от различни тъкани също имат бактерицидни свойства. Нормалният серум съдържа малко количество интерферон.
тестови въпроси
1. Какво представляват хуморалните неспецифични защитни фактори?
2. Какви хуморални фактори на неспецифичната защита познавате?
Специфични защитни фактори на тялото (имунитет)
Изброените по-горе компоненти не изчерпват целия арсенал от хуморални защитни фактори. Основни сред тях са специфичните антитела - имуноглобулини, образувани при въвеждането в организма на чужди агенти - антигени.
Антигени
Антигените са вещества, които са генетично чужди на тялото (протеини, нуклеопротеини, полизахариди и др.), На въвеждането на които тялото реагира с развитието на специфични имунологични реакции. Една от тези реакции е образуването на антитела.
Антигените имат две основни свойства: 1) имуногенност, т.е. способността да предизвикват образуването на антитела и имунни лимфоцити; 2) способността да влиза в специфично взаимодействие с антитела и имунни (сенсибилизирани) лимфоцити, което се проявява под формата на имунологични реакции (неутрализация, аглутинация, лизис и др.). Антигените, които притежават и двете характеристики, се наричат пълни антигени. Те включват чужди протеини, серуми, клетъчни елементи, токсини, бактерии, вируси.
Веществата, които не предизвикват имунологични реакции, по-специално производството на антитела, но влизат в специфично взаимодействие с готови антитела, се наричат хаптени - дефектни антигени. Хаптените придобиват свойствата на пълноценни антигени след комбиниране с големи молекулни вещества - протеини, полизахариди.
Условията, които определят антигенните свойства на различните вещества, са: чуждост, макромолекулност, колоидно състояние, разтворимост. Антигенността се проявява, когато веществото навлезе във вътрешната среда на тялото, където се среща с клетките на имунната система.
Специфичността на антигените, тяхната способност да се свързват само със съответното антитяло, е уникален биологичен феномен. Той е в основата на механизма за поддържане на постоянството на вътрешната среда на тялото. Това постоянство се осигурява от имунната система, която разпознава и унищожава генетично чужди вещества (включително микроорганизми, техните отрови), които се намират във вътрешната му среда. Човешката имунна система е под постоянно имунологично наблюдение. Той е в състояние да разпознае чуждостта, когато клетките се различават само по един ген (ракови).
Специфичността е характеристика на структурата на веществата, в която антигените се различават един от друг. Определя се от антигенната детерминанта, т.е. малка част от молекулата на антигена, която е свързана с антитялото. Броят на тези места (групи) варира за различните антигени и определя броя на молекулите на антитялото, с които антигенът може да се свърже (валентност).
Способността на антигените да се комбинират само с тези антитела, които са възникнали в отговор на активирането на имунната система от този антиген (специфичност), се използва на практика: 1) диагностика на инфекциозни заболявания (определяне на специфични патогенни антигени или специфични антитела в кръвен серум на пациента); 2) профилактика и лечение на пациенти с инфекциозни заболявания (създаване на имунитет към определени микроби или токсини, специфична неутрализация на отрови на патогени на редица заболявания по време на имунотерапия).
Имунната система ясно разграничава "своите" и "чуждите" антигени, като реагира само на последните. Въпреки това са възможни реакции към собствените антигени на организма - автоантигени и появата на антитела срещу тях - автоантитела. "Бариерните" антигени се превръщат в автоантигени - клетки, вещества, които по време на живота на индивида не влизат в контакт с имунната система (очна леща, сперматозоиди, щитовидна жлеза и др.), но влизат в контакт с нея при различни наранявания , обикновено се абсорбират в кръвта. И тъй като по време на развитието на организма тези антигени не са били разпознати като "наши собствени", естествената толерантност (специфична имунологична липса на отговор) не се е формирала, т.е. клетките на имунната система са останали в тялото, способни на имунен отговор на тези собствени антигени.
В резултат на появата на автоантитела могат да се развият автоимунни заболявания в резултат на: 1) директен цитотоксичен ефект на автоантитела върху клетките на съответните органи (например, гуша на Хашимото - увреждане на щитовидната жлеза); 2) медиирано действие на комплекси автоантиген-автоантитела, които се отлагат в засегнатия орган и причиняват увреждане (например системен лупус еритематозус, ревматоиден артрит).
Антигени на микроорганизми. Една микробна клетка съдържа голям брой антигени, които имат различна локализация в клетката и различно значение за развитието на инфекциозния процес. Различните групи микроорганизми имат различен състав на антигени. При чревните бактерии О-, К-, Н-антигените са добре проучени.
О антигенът е свързан с клетъчната стена на микробната клетка. Обикновено се наричаше "соматичен", тъй като се смяташе, че този антиген е затворен в тялото (сома) на клетката. О-антигенът на грам-отрицателните бактерии е сложен липополизахарид-протеинов комплекс (ендотоксин). Той е термоустойчив, не се срутва при обработка с алкохол и формалин. Състои се от основно ядро (ядро) и странични полизахаридни вериги. Специфичността на О-антигените зависи от структурата и състава на тези вериги.
К антигените (капсулни) са свързани с капсулата и клетъчната стена на микробната клетка. Наричат се още черупки. К антигените са разположени по-повърхностно от О антигените. Те са главно киселинни полизахариди. Има няколко вида К-антигени: A, B, L и др. Тези антигени се различават един от друг по устойчивост на температурни ефекти. А-антигенът е най-стабилен, L - най-малко. Повърхностните антигени също включват Vi антигена, който присъства в патогени на коремен тиф и някои други чревни бактерии. Той се разрушава при 60 ° C. Наличието на Vi-антиген се свързва с вирулентността на микроорганизмите.
Н-антигените (флагелати) са локализирани във флагелата на бактериите. Те са специален протеин - флагелин. Те се разпадат при нагряване. При обработка с формалин те запазват свойствата си (виж фиг. 70).
Протективен антиген (защитен) (от латински protectionio - патронаж, защита) се образува от патогени в тялото на пациента. Причинителите на антракс, чума, бруцелоза са в състояние да образуват защитен антиген. Открива се в ексудатите на засегнатите тъкани.
Откриването на антигени в патологичен материал е един от методите за лабораторна диагностика на инфекциозни заболявания. За откриване на антигена се използват различни имунни реакции (вижте по-долу).
С развитието, растежа и размножаването на микроорганизмите, техните антигени могат да се променят. Има загуба на някои антигенни компоненти, по-повърхностно разположени. Това явление се нарича дисоциация. Пример за нея е "S" - "R"-дисоциацията.
тестови въпроси
1. Какво представляват антигените?
2. Какви са основните свойства на антигените?
3. Какви антигени на микробни клетки познавате?
Антитела
Антителата са специфични кръвни протеини - имуноглобулини, които се образуват в отговор на въвеждането на антиген и са в състояние да реагират специфично с него.
В човешкия серум има два вида протеини: албумини и глобулини. Антителата се свързват главно с глобулини, модифицирани от антиген и наречени имуноглобулини (Ig). Глобулините са разнородни. Според скоростта на движение в гела при преминаване на електрически ток през него се делят на три фракции: α, β, γ. Антителата принадлежат главно към γ-глобулините. Тази фракция глобулини има най-висока скорост на движение в електрическо поле.
Имуноглобулините се характеризират с молекулно тегло, скорост на утаяване по време на ултрацентрофугиране (центрофугиране при много висока скорост) и др. Разликите в тези свойства позволяват да се разделят имуноглобулините на 5 класа: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Всички те играят роля в развитието на имунитет срещу инфекциозни заболявания.
Имуноглобулините G (IgG) съставляват около 75% от всички човешки имуноглобулини. Те са най-активни в развитието на имунитета. Единствените имуноглобулини преминават през плацентата, осигурявайки пасивен имунитет на плода. Те имат малко молекулно тегло и скорост на утаяване по време на ултрацентрофугиране.
Имуноглобулините M (IgM) се произвеждат в плода и се появяват първи след инфекция или имунизация. Този клас включва "нормални" човешки антитела, които се образуват по време на живота му, без видими прояви на инфекция или по време на битова повторна инфекция. Те имат високо молекулно тегло и скорост на утаяване по време на ултрацентрофугиране.
Имуноглобулините А (IgA) имат способността да проникват в секретите на лигавиците (коластра, слюнка, бронхиално съдържимо и др.). Те играят роля в защитата на лигавиците на дихателните и храносмилателните пътища от микроорганизми. По отношение на молекулното тегло и скоростта на утаяване при ултрацентрофугиране те са близки до IgG.
Имуноглобулините Е (IgE) или реагините са отговорни за алергичните реакции (вижте Глава 13). Те играят роля в развитието на местния имунитет.
Имуноглобулини D (IgD). Открива се в малки количества в серума. Не е достатъчно проучен.
Структура на имуноглобулините. Молекулите на имуноглобулините от всички класове са конструирани по един и същи начин. Молекулите на IgG имат най-простата структура: две двойки полипептидни вериги, свързани с дисулфидна връзка (фиг. 31). Всяка двойка се състои от лека и тежка верига, различни по молекулно тегло. Всяка верига има постоянни места, които са генетично предопределени, и променливи, които се образуват под влиянието на антигена. Тези специфични области на антитялото се наричат активни места. Те взаимодействат с антигена, причинил образуването на антитела. Броят на активните центрове в молекулата на антитялото определя валентността - броят на антигенните молекули, с които антитялото може да се свърже. IgG и IgA са двувалентни, IgM са петвалентни.
Имуногенеза- образуването на антитела зависи от дозата, честотата и начина на приложение на антигена. Има две фази на първичния имунен отговор към антигена: индуктивен - от момента на въвеждане на антигена до появата на антитялообразуващи клетки (до 20 часа) и продуктивен, който започва в края на първия ден след въвеждане на антигена и се характеризира с появата на антитела в кръвния серум. Количеството на антителата постепенно нараства (към 4-ия ден), като достига максимум на 7-10-ия ден и намалява до края на първия месец.
При повторно въвеждане на антигена се развива вторичен имунен отговор. В същото време индуктивната фаза е много по-кратка - антителата се произвеждат по-бързо и по-интензивно.
тестови въпроси
1. Какво представляват антителата?
2. Какви класове имуноглобулини познавате?
Клетъчни механизми на имунния отговор
Лимфоидните клетки на тялото изпълняват основната функция в развитието на имунитета - имунитет, не само по отношение на микроорганизми, но и на всички генетично чужди клетки, например по време на тъканна трансплантация. Лимфоидните клетки имат способността да разграничават "свое" от "чуждо" и да елиминират "чуждото" (елиминират).
Предшественикът на всички клетки на имунната система е хемопоетичната стволова клетка. В бъдеще се развиват два вида лимфоцити: Т и В (зависими от тимуса и зависими от бурсата). Тези имена на клетки произлизат от техния произход. Т-клетките се развиват в тимуса (гуша, или тимус) и под въздействието на вещества, секретирани от тимуса в периферната лимфоидна тъкан.
Името В-лимфоцити (бурса-зависими) идва от думата "бурса" - торба. В бурсата на Фабрициус птиците развиват клетки, подобни на човешки В-лимфоцити. Въпреки че при хората не е открит орган, аналогичен на торбата на Фабрициус, името се свързва с тази торба.
По време на развитието на В-лимфоцити от стволова клетка те преминават през няколко етапа и се превръщат в лимфоцити, способни да образуват плазмени клетки. Плазмените клетки от своя страна образуват антитела и на повърхността им има три класа имуноглобулини: IgG, IgM и IgA (фиг. 32).
Имунният отговор под формата на производство на специфични антитела възниква, както следва: чужд антиген, проникнал в тялото, се фагоцитира предимно от макрофагите. Макрофагите, обработвайки и концентрирайки антигена на повърхността си, предават информация за него на Т-клетките, които започват да се делят, „узряват“ и отделят хуморален фактор, който включва В-лимфоцитите в производството на антитела. Последните също "узряват", развиват се в плазмоцити, които синтезират антитела с дадена специфичност.
И така, с общи усилия макрофагите, Т- и В-лимфоцитите изпълняват имунните функции на тялото - защита от всичко генетично чуждо, включително патогени на инфекциозни заболявания. Защитата с антитела се осъществява по такъв начин, че имуноглобулините, синтезирани към даден антиген, свързвайки се с него (антиген), го подготвят, правят го чувствителен към разрушаване, неутрализиране чрез различни естествени механизми: фагоцити, комплемент и др.
тестови въпроси
1. Каква е ролята на макрофагите в имунния отговор?
2. Каква е ролята на Т-лимфоцитите в имунния отговор?
3. Каква е ролята на В-лимфоцитите в имунния отговор?
Теории за имунитета. Значението на антителата за развитието на имунитета е неоспоримо. Какъв е механизмът на образуването им? Този въпрос е обект на спорове и дискусии от дълго време.
Създадени са няколко теории за образуване на антитела, които могат да се разделят на две групи: селективни (селекция - селекция) и инструктивни (инструктират - инструктират, насочват).
Селективните теории предполагат съществуването в тялото на готови антитела към всеки антиген или клетки, способни да синтезират тези антитела.
Така Ehrlich (1898) предполага, че клетката има готови "рецептори" (антитела), които са свързани с антигена. След свързване с антигена антителата се образуват в още по-големи количества.
Същото мнение споделят и създателите на други селективни теории: Н. Джерн (1955) и Ф. Бърнет (1957). Те твърдят, че вече в тялото на плода, а след това и в тялото на възрастен, има клетки, способни да взаимодействат с всеки антиген, но под въздействието на определени антигени определени клетки произвеждат „необходимите“ антитела.
Поучителните теории [F. Gaurowitz, L. Pauling, K. Landsteiner, 1937-1940] разглеждат антигена като "матрица", печат, върху който се образуват специфични групи от молекули на антитела.
Тези теории обаче не обясняват всички феномени на имунитета и в момента най-приетата е теорията за клоновата селекция на F. Burnet (1964). Според тази теория в ембрионалния период в тялото на плода има много лимфоцити - прогениторни клетки, които се унищожават, когато се сблъскат със собствените си антигени. Следователно в един възрастен организъм вече няма клетки за производство на антитела към собствените му антигени. Въпреки това, когато възрастен организъм срещне чужд антиген, възниква селекция (подбор) на клонинг от имунологично активни клетки и те произвеждат специфични антитела, насочени срещу този "чужд" антиген. При повторна среща с този антиген клетките на "избрания" клон вече са по-големи и образуват по-бързо повече антитела. Тази теория най-пълно обяснява основните явления на имунитета.
Механизмът на взаимодействие между антиген и антителаима различни обяснения. И така, Ерлих оприличи връзката им с реакцията между силна киселина и силна основа с образуването на ново вещество като сол.
Борд вярва, че антигенът и антителата взаимно се адсорбират като боя и филтърна хартия или йод и нишесте. Тези теории обаче не обясняват основното - спецификата на имунните реакции.
Най-пълният механизъм за свързване на антиген и антитяло се обяснява с хипотезата на Marrek (теорията на „решетката“) и Pauling (теорията на „фермата“) (фиг. 33). Marrek разглежда комбинацията от антиген и антитела под формата на решетка, в която антигенът се редува с антитялото, образувайки решетъчни конгломерати. Според хипотезата на Полинг (виж фиг. 33) антителата имат две валенции (две специфични детерминанти), а антигенът има няколко валенции - той е поливалентен. Когато антигенът и антителата се комбинират, се образуват агломерати, които приличат на "селскостопански" сгради.
При оптимално съотношение на антиген и антитела се образуват големи силни комплекси, които се виждат с просто око. При излишък на антиген всеки активен център на антитела се запълва с молекула антиген, няма достатъчно антитела, които да се комбинират с други молекули на антиген, и се образуват малки, невидими комплекси. При излишък от антитела няма достатъчно антиген за образуване на решетка, няма детерминанти на антителата и няма видима проява на реакцията.
Въз основа на горните теории днес спецификата на реакцията антиген-антитяло се представя като взаимодействие на детерминантната група на антигена и активните центрове на антитялото. Тъй като антителата се образуват под въздействието на антиген, тяхната структура съответства на детерминантните групи на антигена. Детерминантната група на антигена и фрагментите на активните центрове на антитялото имат противоположни електрически заряди и, когато се комбинират, образуват комплекс, силата на който зависи от съотношението на компонентите и средата, в която те взаимодействат.
Учението за имунитета - имунологията - постигна голям успех през последните десетилетия. Разкриването на моделите на имунния процес направи възможно решаването на различни проблеми в много области на медицината. Разработени са и се усъвършенстват методи за профилактика на много инфекциозни заболявания; лечение на инфекциозни и редица други (автоимунни, имунодефицитни) заболявания; предотвратяване на смърт на плода в ситуации на Rh-конфликт; трансплантация на тъкани и органи; борба с злокачествени новообразувания; имунодиагностика - използване на имунни реакции за диагностични цели.
Имунни реакцииса реакции между антиген и антитяло или между антиген и сенсибилизирани * лимфоцити, които се случват в жив организъм и могат да бъдат възпроизведени в лаборатория.
* (Сенсибилизиран - свръхчувствителен.)
Реакциите на имунитета навлизат в практиката за диагностициране на инфекциозни заболявания в края на 19-ти и началото на 20-ти век. Поради високата си чувствителност (те улавят антигени в много големи разреждания) и, най-важното, тяхната строга специфичност (те позволяват да се разграничат антигени, които са сходни по състав), те са намерили широко приложение при решаването на теоретични и практически проблеми на медицината и биология. Тези реакции се използват от имунолози, микробиолози, специалисти по инфекциозни болести, биохимици, генетици, молекулярни биолози, експериментални онколози и лекари от други специалности.
Реакциите антиген-антитяло се наричат серологични (от лат. serum - серум) или хуморални (от лат. humor - течност), тъй като участващите в тях антитела (имуноглобулини) винаги се намират в кръвния серум.
Антигенните реакции със сенсибилизирани лимфоцити се наричат клетъчни.
тестови въпроси
1. Как се образуват антителата?
2. Какви теории за образуването на антитела познавате?
3. Какъв е механизмът на взаимодействие антиген-антитяло?
Серологични реакции
Серологичните реакции - реакциите на взаимодействие между антиген и антитяло протичат в две фази: 1-ва фаза - специфична - образуването на комплекс от антиген и съответното му антитяло (виж фиг. 33). В тази фаза няма видима промяна, но полученият комплекс става чувствителен към неспецифични фактори в околната среда (електролити, комплемент, фагоцит); 2-ра фаза - неспецифична. В тази фаза специфичният комплекс антиген-антитяло взаимодейства с неспецифични фактори на средата, в която протича реакцията. Резултатът от взаимодействието им се вижда с просто око (слепване, разтваряне и др.). Понякога тези видими промени липсват.
Характерът на видимата фаза на серологичните реакции зависи от състоянието на антигена и условията на околната среда, при които той взаимодейства с антитялото. Има реакции на аглутинация, утаяване, имунен лизис, фиксиране на комплемента и др. (Таблица 14).
Прилагане на серологични реакции. Едно от основните приложения на серологичните реакции е лабораторната диагностика на инфекции. Те се използват: 1) за откриване на антитела в серума на пациента, т.е. за серодиагностика; 2) за определяне на вида или вида на антигена, например микроорганизъм, изолиран от болен микроорганизъм, т.е. да го идентифицира.
В този случай неизвестният компонент се определя от известния. Например, за да се открият антитела в серума на пациента, се взема известна лабораторна култура на микроорганизъм (антиген). Ако серумът реагира с него, тогава той съдържа съответните антитела и може да се мисли, че този микроб е причинителят на заболяването при изследвания пациент.
Ако е необходимо да се определи кой микроорганизъм е изолиран, той се изследва в реакция с известен диагностичен (имунен) серум. Положителният резултат от реакцията показва, че този микроорганизъм е идентичен с този, с който животното е имунизирано за получаване на серум (Таблица 15).
Серологичните реакции също се използват за определяне на активността (титъра) на серума и в научните изследвания.
Провеждане на серологични реакцииизисква специална подготовка.
Съдовете за серологични реакции трябва да са чисти и сухи. Използват се епруветки (бактериологични, аглутинационни, утаителни и центрофужни), градуирани пипети с различни размери и пастьор *, колби, цилиндри, предметни стъкла и покривни стъкла, петриеви панички, пластмасови плочи с отвори.
* (Всяка реакционна съставка се дозира с отделна пипета. Пипетите трябва да се съхраняват до края на експеримента. За да направите това, е удобно да ги поставите в стерилни епруветки, отбелязани къде е пипетата.)
Инструменти и оборудване: контур, триножници, лупа, аглутиноскоп, термостат, хладилник, центрофуга, химична везна с тежест.
Материали: антитела (имунни и тестови серуми), антигени (култури от микроорганизми, диагностикуми, екстракти, лизати, хаптени, еритроцити, токсини), комплемент, изотоничен разтвор на натриев хлорид.
внимание! При серологичните реакции се използва само химически чист натриев хлорид.
Серуми. Серум на пациента. Серумът обикновено се получава през втората седмица от заболяването, когато в него могат да се очакват антитела, понякога се използват серуми на реконвалесценти (възстановяващи се) и тези, които са били болни.
Най-често, за да се получи серум, кръвта се взема от вена в количество от 3-5 ml в стерилна епруветка и се изпраща в лабораторията, придружена от етикет, указващ фамилията и инициалите на пациента, предполагаемата диагноза и дата.
Кръвта трябва да се взема на празен стомах или не по-рано от 6 часа след хранене. Кръвният серум след хранене може да съдържа капчици мазнина, което го прави мътен и неподходящ за изследване (такъв серум се нарича хилозен).
внимание! При вземане на кръв е необходимо да се спазват правилата на асептиката.
За да се получи серум, кръвта се оставя за 1 час при стайна температура или се поставя в термостат при 37 ° C за 30 минути, за да се образува съсирек.
внимание! Серумът не трябва да се държи в термостат повече от 30 минути - може да настъпи хемолиза, което ще попречи на изследването.
Полученият съсирек се отделя от стените на епруветката с пастьорова пипета или примка ("кръг"). Епруветката се поставя в хладилник за известно време (обикновено 1 час, но не повече от 48 часа) за по-добро отделяне на серума от съсирек, който се е свил на студа. След това серумът се аспирира със стерилна пипета на Пастьор, снабдена с гумен балон или маркуч.
Серумът трябва да се изсмуква много внимателно, за да не се уловят образуваните елементи. Серумът трябва да бъде напълно прозрачен, без никакви примеси на клетки. Мътните серуми се изсмукват отново, след като клетките се утаят. Серумът може да бъде освободен от образуваните елементи чрез центрофугиране.
внимание! Серумът може да остане върху съсирека за не повече от 48 часа при + 4 ° C.
За да се получи серум, може да се вземе кръв от пункция на пулпата на пръста или ушната мида с пипета на Пастьор. При кърмачета кръвта се взема от U-образен разрез на петата.
Когато използвате пипета на Пастьор, кръвта се засмуква в пипетата от пункцията. Острият край на пипетата е запечатан. Пипетата се поставя в епруветката с острия край надолу. За да не се счупи, на дъното на епруветката се поставя парче памучна вата. Подходящо етикетираната епруветка се изпраща в лабораторията. Серумът, натрупан в широкия край на пипетата, се изсмуква.
Имунните серуми се получават от кръвта на хора или животни (най-често зайци и коне), имунизирани по определена схема със съответния антиген (ваксина). В получения серум се определя неговата активност (титър), т.е. най-високото разреждане, в което той реагира със съответния антиген при определени експериментални условия.
Суроватката обикновено се приготвя в производството. Те се изсипват в ампули, които показват името и заглавието. В повечето случаи серумите се изсушават. Преди употреба сухата суроватка се разтваря в дестилирана вода до първоначалния обем (посочен и на етикета). Съхранявайте всички сухи (лиофилизирани) диагностични препарати при 4-10°C.
За серологични изследвания се използват нативни (неадсорбирани) и адсорбирани имунни серуми. Недостатъкът на нативните серуми е наличието в тях на групови антитела, т.е. антитела срещу микроорганизми, които имат общи антигени. Обикновено такива антигени се намират в микроби, принадлежащи към същата група, род, семейство. Адсорбираните серуми са силно специфични: те реагират само с хомоложен антиген. Антителата срещу други (хетерогенни) антигени се отстраняват чрез адсорбция. Титърът на антителата на адсорбираните серуми е нисък (1:40, 1:320), така че те не се разреждат *.
* (Понастоящем чрез биотехнология са получени специални клетки (хибридоми), които произвеждат моноклонални антитела in vitro, т.е. антитела, които реагират строго специфично (с един антиген).)
Реакция на аглутинация
Реакцията на аглутинация (РА) е аглутинация и утаяване на микроби или други клетки под действието на антитела в присъствието на електролит (изотоничен разтвор на натриев хлорид). Получената утайка се нарича аглутинат. За реакцията ви трябва:
1. Антитела (аглутинини) - има в серума на пациента или в имунния серум.
2. Антиген - суспензия от живи или убити микроорганизми, еритроцити или други клетки.
3. Изотоничен разтвор.
Реакцията на аглутинация за серодиагностика се използва широко при коремен тиф, паратиф (реакция на Видал), бруцелоза (реакция на Райт) и др. В този случай серумът на пациента е антитялото, а известният микроб е антигенът.
Когато се идентифицират микроби или други клетки, тяхната суспензия служи като антиген, а известен имунен серум служи като антитяло. Тази реакция се използва широко в диагностиката на чревни инфекции, магарешка кашлица и др.
Приготвяне на съставките: 1) получаване на серум, вижте стр. 200; 2) получаване на антигена. Суспензията от живи микроби трябва да бъде хомогенна и да съответства (в 1 ml) на около 30 единици. мътност според оптичния стандарт GISK. За приготвянето му обикновено се използва 24-часова култура, отглеждана върху наклонен агар. Културата се отмива с 3-4 ml изотоничен разтвор, прехвърля се в стерилна епруветка, определя се нейната плътност и, ако е необходимо, се разрежда.
Използването на суспензия от убити микроби - диагностикуми - улеснява работата и я прави безопасна. Обикновено те използват диагностика, приготвена във фабриката.
Настройка на реакцията. Има два метода за провеждане на тази реакция: реакцията на аглутинация върху стъкло (понякога наричана приблизителна) и реакцията на разширена аглутинация (в епруветки).
Реакция на аглутинация върху стъкло. 2 капки специфичен (адсорбиран) серум и капка изотоничен разтвор се нанасят върху обезмаслено предметно стъкло. Неадсорбираните серуми се разреждат предварително в съотношение 1:5 - 1:25. Капките се нанасят върху стъклото, така че да има разстояние между тях. С восъчен молив върху стъклото отбелязват къде коя капка е. Културата се разтрива старателно с примка или пипета върху чаша и след това се добавя към капка изотоничен разтвор и една от капките серум, като се разбърква всяка, докато се образува хомогенна суспензия. Серумната капка без култура е серумната контрола.
внимание! Серумната култура не трябва да се прехвърля в капка изотоничен физиологичен разтвор, който е антигенна контрола.
Реакцията протича при стайна температура за 1-3 минути. Серумната контрола трябва да остане бистра и трябва да се наблюдава равномерно замъгляване в антигенната контрола. Ако се появят люспи от аглутинат на фона на бистра течност в капка, където културата е смесена със серум, резултатът от реакцията се счита за положителен. Ако резултатът от реакцията е отрицателен, в капката ще има равномерна мътност, както при антигенната контрола.
Реакцията е по-ясно видима, когато се гледа на тъмен фон в пропускаща светлина. Когато го изучавате, можете да използвате лупа.
Разширена реакция на аглутинация. Приготвят се последователни, най-често двукратни разреждания на серум. Серумът на пациента обикновено се разрежда от 1:50 до 1:1600, имунният - до титър или до половин титър. Титърът на аглутиниращия серум е неговото максимално разреждане, в което той аглутинира хомоложни клетки.
Разреждане на серума: 1) поставете в стойка необходимия брой епруветки с еднакъв диаметър, височина и конфигурация на дъното;
2) във всяка епруветка посочете степента на разреждане на серума, освен това в 1-вата епруветка напишете номера на опита или името на антигена. На епруветките на контролите напишете "KS" - серумен контрол и "KA" - антигенен контрол;
3) изсипете 1 ml изотоничен разтвор във всички епруветки;
4) пригответе първоначалното (работно) разреждане на серума в отделна епруветка. Например, за да се подготви работно разреждане от 1:50, 4,9 ml изотоничен разтвор и 0,1 ml серум се изсипват в епруветка. Степента на неговото разреждане трябва да бъде посочена върху епруветката. Първоначалното разреждане на серума се добавя към първите две епруветки и към епруветката за контрол на серума;
5) пригответе серийни двукратни разреждания на серум.
Приблизителна схема на отглеждането му е дадена в табл. 16.
Забележка. Стрелките показват прехвърлянето на течност от тръба в тръба; от 5-та епруветка и епруветката за контрол на серума, 1,0 ml се излива в дезинфектантния разтвор.
внимание! Всички епруветки трябва да съдържат еднакъв обем течност.
След разреждането на серума се добавят 1-2 капки антиген (диагностикум или прясно приготвена суспензия от бактерии) във всички епруветки, с изключение на серумната контрола. В епруветките трябва да се появи малка равномерна мътност. Серумната контрола остава прозрачна.
Епруветките се разклащат старателно и се поставят в термостат (37°C). Предварителното отчитане на резултатите от реакцията се извършва след 2 часа, а окончателното - след 18-20 часа (съхраняване при стайна температура).
Отчитането на резултатите, както винаги, започва с контрол. Контролният серум трябва да остане бистър, контролният антиген – равномерно мътен. Епруветките се разглеждат в пропускаща светлина (много удобно на тъмен фон) с невъоръжено око, с помощта на лупа или аглутиноскоп.
Аглутиноскоп- устройство, състоящо се от куха метална тръба, монтирана на стойка. Върху него има окуляр с регулиращ винт. Под тръбата е прикрепено въртящо се огледало. Епруветка с изследваната течност се вкарва отстрани в отвора на тръбата на такова разстояние, че течността в нея да е под окуляра. Чрез настройка на осветяването с огледало и фокусиране на окуляра се установява наличието и естеството на аглутината.
При положителен резултат от реакцията в епруветките се виждат зърна или люспи от аглутинат. Аглутинатът постепенно се утаява на дъното под формата на "чадър", а течността над утайката става бистра (сравнете с равномерно мътна антигенна контрола).
За изследване на размера и естеството на утайката съдържанието на епруветките се разклаща леко. Различават се дребнозърнеста и люспеста аглутинация. При работа с О-серуми * се получава финозърнест (О-аглутинация). Люспест (H) - при взаимодействие на подвижни микроорганизми с флагелирани H-серуми.
* (О-серумът съдържа антитела към О (соматичния) антиген, Н-серумът - към флагелата.)
Флокулентната аглутинация настъпва по-бързо и получената утайка е много рохкава и лесно се разбива.
Всички клетки се утаяват, течността в епруветката е напълно прозрачна. Резултатът от реакцията е силно положителен.
Утайката е по-малко, няма пълно просветляване на течността. Резултатът от реакцията е положителен.
Утайката е още по-малко, течността е мътна. Резултатът от реакцията е леко положителен.
Слаба утайка, мътна течност. Съмнителен отговор.
Няма утайка, течността е равномерно мътна, както при антигенния контрол. Отрицателен резултат от реакцията.
Възможни грешки при формулирането на реакцията на аглутинация. 1. Спонтанна (спонтанна) аглутинация. Някои клетки, особено микроби в R-форма, не дават хомогенна (хомогенна) суспензия, бързо се утаяват. За да избегнете това, използвайте S-образна култура, която не аглутинира спонтанно.
2. В серума на здрави хора има антитела към определени микроорганизми (т.нар. "нормални антитела"). Титърът им е нисък. Следователно, положителен резултат от реакцията в разреждане 1:100 и повече показва нейната специфичност.
3. Групова реакция с микроби, сходни по антигенна структура. Например, серумът на пациент с коремен тиф също може да аглутинира паратифни бактерии А и В. За разлика от специфичната групова реакция, тя протича в по-ниски титри. Адсорбираните серуми не дават групова реакция.
4. Трябва да се има предвид, че специфичните антитела след заболяване и дори след ваксинации могат да се запазят дълго време. Те се наричат "анамнестични". За да се разграничат от "инфекциозните" антитела, образувани по време на текущото заболяване, реакцията се поставя в динамика, т.е. изследва се серумът на пациента, който се взема отново след 5-7 дни. Увеличаването на титъра на антителата показва наличието на заболяване - титърът на "анамнестичните" антитела не се повишава и дори може да намалее.
тестови въпроси
1. Какво представляват имунните реакции, какви са основните им свойства?
2. Какви компоненти участват в серологичните реакции? Защо реакциите се наричат серологични, от колко фази се състоят?
3. Какво представлява реакцията на аглутинация? Използването и методите му. Какво е диагностикум?
4. Какъв антиген се използва при изследването на серума на пациента? Какъв серум определя вида на неизвестен микроб?
5. Какво е О- и Н-аглутинация? В какви случаи се образува флокулентна утайка и кога е дребнозърнеста?
Упражнение
1. Настройте подробен тест за аглутинация, за да определите титъра на антителата в серума на пациента и вземете предвид неговия резултат.
2. Поставете реакцията на аглутинация върху стъклото, за да определите вида на изолирания микроорганизъм.
Реакция на хемаглутинация
В лабораторната практика се използват две реакции на хемаглутинация (РХА), които са различни по своя механизъм на действие.
Първо RGAсе отнася до серологията. При тази реакция еритроцитите се аглутинират при взаимодействие със съответните антитела (хемаглутинини). Реакцията се използва широко за определяне на кръвни групи.
Второ RGAне е серологично. При него слепването на червените кръвни клетки се причинява не от антитела, а от специални вещества, образувани от вируси. Например грипният вирус аглутинира еритроцитите на кокошките и морските свинчета, полиомиелитният вирус аглутинира еритроцитите на овцете. Тази реакция позволява да се прецени наличието на определен вирус в тествания материал.
Настройка на реакцията. Реакцията се поставя в епруветки или в специални плаки с ямки. Материалът, който се изследва за наличие на вирус, се разрежда с изотоничен разтвор от 1:10 до 1:1280; 0,5 ml от всяко разреждане се смесват с равен обем 1-2% еритроцитна суспензия. В контролата 0,5 ml еритроцити се смесват с 0,5 ml изотоничен разтвор. Епруветките се поставят в термостат за 30 минути, а плаките се оставят на стайна температура за 45 минути.
Отчитане на резултатите. При положителен резултат от реакцията на дъното на епруветката или ямката пада утайка от еритроцити с назъбени ръбове ("чадър"), покриваща цялото дъно на ямката. При отрицателен резултат еритроцитите образуват плътна утайка с гладки ръбове ("копче"). Същата утайка трябва да се контролира. Интензивността на реакцията се изразява със знаци плюс. Титърът на вируса е максималното разреждане на материала, в който възниква аглутинация.
Реакция на инхибиране на хемаглутинацията
Това е серологична реакция, при която специфични антивирусни антитела, взаимодействащи с вируса (антиген), го неутрализират и го лишават от способността да аглутинира червените кръвни клетки, т.е. инхибират реакцията на хемаглутинация. Високата специфичност на реакцията на инхибиране на хемаглутинацията (HITA) позволява да се използва за определяне на вида и дори вида на вирусите, открити по време на HA.
Настройка на реакцията. 0,25 ml антивирусен серум в последователни двукратни разреждания от 1:10 до 1:2560 се смесват с равен обем материал, съдържащ вируса, разреден 4 пъти по-малко от титъра, установен в RGA. Сместа се разклаща и се поставя в термостат за 30 минути, след което се добавят 0,5 ml 1-2% суспензия от еритроцити.
Реакцията е последвана от три контроли (Таблица 17).
Резултатите се записват след многократна инкубация в термостат за 30 или 45 минути при стайна температура. При правилната настройка на експеримента при контрола на серума и еритроцитите трябва да се образува „бутон“ - няма фактор, аглутиниращ еритроцитите; при контрола на антигена се образува "чадър" - вирусът е причинил аглутинация на еритроцитите.
В експеримента, ако серумът е хомоложен на изследвания вирус, се образува "бутон" - серумът неутрализира вируса. Серумният титър е неговото максимално разреждане, при което хемаглутинацията се забавя.
Реакция на индиректна хемаглутинация
Реакцията на непряка (пасивна) хемаглутинация (RIHA) се основава на факта, че еритроцитите, ако разтворим антиген се адсорбира на тяхната повърхност, придобиват способността да аглутинират при взаимодействие с антитела срещу адсорбирания антиген. Схемата на RNGA е показана на фиг. 34. RNHA се използва широко в диагностиката на редица инфекции.
Настройка на реакцията. Тестовият серум се нагрява в продължение на 30 минути при 56 ° C, разрежда се последователно в съотношение 1:10 - 1:1280 и се излива в 0,25 ml в епруветки или ямки, където след това се добавят 2 капки еритроцитна диагностика (еритроцити с антиген адсорбирани върху тях).
Контроли: суспензия от еритроцитна диагностика с очевидно имунен серум; суспензия на диагностикум с нормален серум; суспензия от нормални еритроцити с тествания серум. При първата контрола трябва да има аглутинация, при втората и третата не трябва да има.
С помощта на RIGA е възможно да се определи неизвестен антиген, ако известните антитела са адсорбирани върху еритроцитите.
Реакцията на хемаглутинация може да се настрои в обем от 0,025 ml (микрометод), като се използва микротитър Takachi.
тестови въпроси
1. Какво означава положителен RGA резултат между еритроцитите и материала, изследван за наличие на вируса?
2. Ще настъпи ли аглутинация на еритроцитите, ако към тях се добави вирус и съответния серум? Как се нарича реакцията, която разкрива това явление?
Упражнение
Обмислете и регистрирайте резултата от RIGA.
реакция на утаяване
При реакцията на утаяване се утаява специфичен имунен комплекс, състоящ се от разтворим антиген (лизат, екстракт, хаптен) и специфично антитяло в присъствието на електролити.
Мътният пръстен или утайка, образувани в резултат на тази реакция, се наричат утайка. Тази реакция се различава от реакцията на аглутинация главно по размера на частиците на антигена.
Реакцията на утаяване обикновено се използва за определяне на антигена при диагностицирането на редица инфекции (антракс, менингит и др.); в съдебната медицина - за определяне вида на кръвта, спермата и др.; при санитарно-хигиенни изследвания - при установяване на фалшифициране на продукти; с негова помощ определят филогенетичната връзка на животните и растенията. За реакцията ви трябва:
1. Антитела (преципитини) - имунен серум с висок титър на антитела (не по-нисък от 1:100 000). Титърът на преципитиращия серум се определя от най-високото разреждане на антигена, с който той реагира. Серумът обикновено се използва неразреден или разреден 1:5 - 1:10.
2. Антиген - разтворени вещества от протеинова или липоидна полизахаридна природа (пълни антигени и хаптени).
3. Изотоничен разтвор.
Основните методи за провеждане на реакцията на утаяване са: реакция на пръстеновидно утаяване и реакция на утаяване в агар (гел).
внимание! Всички компоненти, участващи в реакцията на утаяване, трябва да бъдат напълно прозрачни.
Реакция на пръстеновидно утаяване. 0,2-0,3 ml (5-6 капки) серум се добавят към епруветката за утаяване с помощта на пипета на Пастьор (серумът не трябва да пада върху стените на епруветката). Антигенът внимателно се наслоява върху серума в същия обем, като се излива с тънка пастьорска пипета по стената на епруветката. Епруветката се държи в наклонено положение. При правилно наслояване трябва да се получи ясна граница между серума и антигена. Внимателно, за да не се смеси течността, поставете епруветката в статив. При положителен резултат от реакцията на границата на антигена и антитялото се образува мътен "пръстен" - утайка (виж фиг. 48).
Реакцията е последвана от редица контроли (Таблица 18). Последователността на въвеждане на реакционните съставки в епруветката е много важна. Не можете да наслоите серума върху антигена (в контролата - върху изотоничния разтвор), тъй като относителната плътност на серума е по-голяма, той ще потъне на дъното на епруветката и границата между течностите няма да бъде открита .
Забележка. + наличието на "пръстен"; - липса на "пръстен".
Резултатите се записват след 5-30 минути, в някои случаи след час, както винаги, започвайки с контроли. "Пръстенът" във 2-ра епруветка показва способността на имунния серум да влезе в специфична реакция със съответния антиген. В 3-5-та епруветка не трябва да има "пръстени" - няма кореспондиращи помежду си антитела и антигени. "Пръстенът" в 1-ва епруветка - положителен резултат от реакцията - показва, че тестваният антиген съответства на взетия имунен серум, липсата на "пръстен" ("пръстен" само във 2-ра епруветка) показва тяхното несъответствие - отрицателна реакция резултат.
Реакция на утаяване в агар (гел). Особеността на реакцията е, че взаимодействието на антигена и антитялото се осъществява в плътна среда, т.е. в гел. Получената утайка дава мътна ивица в дебелината на средата. Липсата на лента показва несъответствие между реакционните компоненти. Тази реакция се използва широко в биомедицинските изследвания, по-специално при изследването на образуването на токсини в причинителя на дифтерия.
тестови въпроси
1. Каква е основната разлика между реакцията на аглутинация и утаяване?
2. Защо мътните съставки не могат да се използват в реакцията на утаяване?
Упражнение
1. Настройте реакцията на пръстеновидно утаяване и изчертайте резултата.
2. Проучете естеството на взаимодействието на антигена с антитялото в реакцията на утаяване на агар, изчертайте резултата (вземете чашата от учителя).
Реакция на лизис (имунна цитолиза)
Имунният лизис е разпадането на клетките под въздействието на антитела със задължителното участие на комплемента. За реакцията ви трябва:
1. Антиген – микроби, еритроцити или други клетки.
2. Антитяло (лизин) - имунен серум, по-рядко серум на пациента. Бактериолитичният серум съдържа антитела, участващи в лизиране на бактерии; хемолитични - хемолизини, които допринасят за лизиране на червените кръвни клетки; за лизиране на спирохети са необходими спирохетолизини, клетки - итолизини и др.
3. Допълване. Повечето допълват в серума на морски свинчета. Този серум (смес от няколко животни) обикновено се използва като допълнение. Пресният (местен) комплемент е нестабилен и лесно се разрушава при нагряване, разклащане, съхранение, така че може да се използва не повече от два дни след получаване. За да се запази комплементът, към него се добавят 2% борна киселина и 3% натриев сулфат. Тази добавка може да се съхранява при 4°C до две седмици. Сухият комплемент се използва по-често. Преди употреба се разтваря в изотоничен разтвор до първоначалния обем (посочен на етикета).
4. Изотоничен разтвор.
Реакция на хемолиза(Таблица 19). За реакцията ви трябва:
1. Антиген - 3% суспензия от промити овчи еритроцити в размер на 0,3 ml еритроцитна утайка и 9,7 ml изотоничен разтвор.
2. Антитяло - хемолитичен серум (хемолизин) срещу овчи еритроцити; обикновено се приготвя в производството, лиофилизира се и титърът е посочен на етикета.
Титърът на хемолизина е най-високото серумно разреждане, при което настъпва пълна хемолиза на 3% суспензия от еритроцити в присъствието на комплемент. За реакцията на хемолиза хемолизинът се взема в троен титър, т.е. той се разрежда 3 пъти по-малко, отколкото преди титъра. Например, ако серумният титър е 1:1200, серумът се разрежда 1:400 (0,1 ml серум* и 39,9 ml изотоничен физиологичен разтвор). Необходим е излишък от хемолизин, тъй като част от него може да бъде адсорбирана от други компоненти на реакцията.
* (Не трябва да се вземат по-малко от 0,1 ml серум - точността на измерване страда.)
3. Комплементът се разрежда 1:10 (0,2 ml комплемент и 1,8 ml изотоничен физиологичен разтвор).
4. Изотоничен разтвор.
Отчитане на резултатите. При правилно зададена реакция в първата епруветка ще настъпи хемолиза - съдържанието й ще стане прозрачно. В контролите течността остава мътна: във 2-ра епруветка липсва комплемент за началото на хемолизата, в 3-та епруветка няма хемолизин, в 4-та епруветка няма нито хемолизин, нито комплемент, в 5-та епруветка, антигенът не съвпада с антитялото,
Ако е необходимо, хемолитичният серум се титрира съгласно следната схема (Таблица 20).
Преди титруване се приготвя първоначално серумно разреждане 1:100 (0,1 ml серум и 9,9 ml изотоничен физиологичен разтвор), от което се правят необходимите разреждания, например:
От тези разреждания 0,5 ml серум се добавят към епруветките за титруване, както е показано в таблица. двадесет.
В примера, даден в табл. 20, титърът на хемолитичния серум е 1:1200.
Когато се използва пресен хемолитичен серум, той трябва да бъде инактивиран, за да се разруши неговият комплемент. За да направите това, той се нагрява в продължение на 30 минути при 56 ° C на водна баня или в инактиватор с термостат. Последният метод е по-добър: той елиминира възможността за прегряване на серума, т.е. неговата денатурация. Денатурираните серуми не са подходящи за тестване.
реакция на бактериолиза. При тази реакция бактериите се допълват в присъствието на подходящ (хомоложен) серум. Схемата на реакцията е фундаментално подобна на схемата на реакцията на хемолиза. Разликата е, че след двучасова инкубация всички епруветки се посяват върху петриеви панички със среда, благоприятна за микроорганизма, взет в експеримента, за да се установи дали е лизиран. При правилно зададен опит в посевите от 2-ра-5-та епруветки (контроли) трябва да има изобилен растеж. Липсата на растеж или слабият растеж на културата от 1-ва епруветка (експеримент) показва смъртта на микробите, т.е. че те са хомоложни на антитялото.
внимание! Реакцията на бактериолиза трябва да се проведе при асептични условия.
тестови въпроси
1. Какво ще се случи с еритроцитите, ако се използва дестилирана вода вместо изотоничен разтвор на натриев хлорид? Какво стои в основата на това явление?
2. Каква реакция ще настъпи, когато еритроцитите взаимодействат с хомоложен имунен серум при липса на комплемент?
Упражнение
Настройте реакцията на хемолиза. Запишете и начертайте резултата.
Реакция на фиксиране на комплемента
Реакцията на фиксиране на комплемента (RCC) се основава на факта, че специфичен комплекс антиген-антитяло винаги адсорбира (свързва) комплемента върху себе си.
Тази реакция се използва широко при идентифицирането на антигени и при серодиагностиката на инфекции, особено заболявания, причинени от спирохети (реакция на Васерман), рикетсии и вируси.
RSK е сложна серологична реакция. Включва комплемент и две системи антиген-антитяло. По същество това са две серологични реакции.
Първата система - основната - се състои от антиген и антитяло (едното е известно, другото не). Към него се добавя известно количество комплемент. Когато антигенът и антитялото на тази система съвпаднат, те ще свържат и свържат комплемента. Полученият комплекс е фино диспергиран и не се вижда.
Образуването на този комплекс е известно с помощта на втора хемолитична или индикаторна система. Той включва овчи еритроцити (антиген) и съответния хемолитичен серум (антитела), т.е. готов имунен комплекс. В тази система лизисът на еритроцитите може да настъпи само в присъствието на комплемент. Ако комплементът е свързан с първата система (ако антигенът и антитялото съответстват в него), тогава няма да има хемолиза във втората система - тъй като няма свободен комплемент. Липсата на хемолиза (съдържанието на епруветката е мътна или има еритроцитна утайка на дъното на епруветката) се записва като положителен резултат от RSK (фиг. 35).
Ако в първата система антигенът не съвпада с антитялото, тогава имунният комплекс не се образува и комплементът остава свободен. Оставайки свободен, комплементът се включва във втората система, причинявайки хемолиза - резултатът от RSC е отрицателен (съдържанието на тръбите е прозрачно - "лакова кръв").
Компоненти на реакцията на свързване на комплемента: 1. Антиген – обикновено лизат, екстракт, хаптен; суспензия от микроорганизми Основен 2. Антитяло - серум от системата на пациента 3. Комплемент - серум от морски свинчета 4. Антиген - овчи еритроцити Хемолитичен - 5. Антитяло - хемолизин към овчи еритроцити 6. Система с изотоничен разтвор
Поради факта, че голям брой сложни компоненти участват в RSC, те трябва да бъдат предварително титрувани и взети в реакцията в точни количества и в равни обеми: 0,5 или 0,25, по-рядко 0,2 ml. Съответно, целият експеримент се провежда в обеми от 2,5, 1,25 или 1,0 ml (по-големите обеми дават по-точен резултат). Титруването на реакционните компоненти се извършва в същия обем като експеримента, като липсващите съставки се заместват с изотоничен разтвор.
Подготовка на съставките
1. Хемолитичен серум(хемолизин). Серумът се разрежда 3 пъти по-малко от неговия титър. Пригответе общо разреждане на серума за целия експеримент; чийто обем се определя чрез умножаване на обема на серума в една епруветка (например 0,5 ml) по броя на епруветките, леко надвишаващ броя им в експеримента *.
* (При приготвянето на всички компоненти на реакцията е необходим излишък от течност: част от нея остава по стените на епруветки, колби, пипети.)
2. Овчи еритроцити. Приготвя се 3% суспензия от промити овчи еритроцити за целия брой епруветки в опита.
За да се подготви хемолитичната система, 30 минути преди въвеждането й в експеримента, равни обеми от разреден хемолизин и еритроцитни суспензии се смесват, като се добавя серум към еритроцитите, старателно се смесват и се инкубират за 30 минути при 37 ° C (сенсибилизирани).
3. Допълнениеобикновено се разрежда 1:10. Трябва да се титрира преди всеки опит. Титърът на комплемента е най-малкото му количество, когато се добави към хемолитичната система, пълната хемолиза настъпва в рамките на 1 час при 37 ° C. Схемата за титруване на комплемента е представена в таблица. 21.
Забележка. Общият обем на течността в епруветките е 2,5 ml.
внимание! Добавката се титрува в същия обем като основния експеримент, като липсващите съставки се заместват с изотоничен разтвор.
Отчитане на резултатите. В контролите дори не трябва да има следи от хемолиза, тъй като едната от тях няма комплемент, а другата не съдържа хемолизин. Контролите показват липсата на реакции на хемотоксичност (способност за спонтанно лизиране на еритроцитите) в компонентите.
На масата. 21 пример, титърът на комплемента в разреждане 1:10 е 0,15 ml. В експеримента активността на комплемента може да намалее поради неговата неспецифична адсорбция от други компоненти на реакцията, следователно за експеримента количеството на комплемента се увеличава: взема се дозата, следваща титъра. Това е работната доза. В дадения пример той се равнява на 0,2 ml комплемент в разреждане 1:10. Тъй като всички компоненти, участващи в CSC, трябва да се приемат в равни обеми (в нашия пример това е 0:5 ml), е необходимо да се добавят 0,3 ml изотоничен разтвор към работната доза комплемент (0,2 ml 1:10). За целия експеримент обемът на всеки от тях (комплемент и изотоничен физиологичен разтвор) се умножава по броя на епруветките, включени в CSC. Например, за да проведете експеримент в 50 епруветки, трябва да вземете 10 ml комплемент 1:10 (0,2 ml × 50) и 15 ml изотоничен разтвор (0,3 ml × 50).
4. Антигенобикновено го приготвят с указание за неговия титър, т.е. количеството, което след разреждане на антигена трябва да се съдържа в 1 ml. Например, при титър 0,4, той се разрежда в 0,96 ml изотоничен разтвор. В опита вземете количеството антиген, равно на половината от титъра (0,5 ml). Това е работната му доза. Пригответе общо разреждане на антиген за целия експеримент, като умножите 0,5 ml по броя на епруветките в експеримента.
5. Антитяло- Серум на пациента. Пресният серум се инактивира преди експеримента, за да се унищожи присъстващият в него комплемент. За да направите това, той се нагрява в продължение на 30 минути при 56 ° C на водна баня или в инактиватор с термостат. Последният метод е за предпочитане: той елиминира възможността от прегряване на серума, т.е. неговата денатурация. Денатурираните серуми не са подходящи за тестване. Серумът на пациента обикновено се използва в разреждане от 1:10 до 1:160.
Имунните серуми най-често се приготвят в индустриални условия и се освобождават инактивирани. Развъждат се 1:50 и нагоре.
внимание! Всички компоненти се приготвят с лек излишък.
Провеждане на основния опит
При организирането на експеримент последователността на добавяне на компоненти е изключително важна. Експериментът се провежда в две фази (Таблица 22).
1 (В експеримента серумът може да бъде изследван в последователни двукратни разреждания.)
Фаза I. В епруветките се налива необходимото количество изотоничен разтвор на натриев хлорид, след това необходимото количество разреден серум и работните дози антиген и комплемент в същия обем. Опитът е задължително придружен от контрол на всички участващи в него съставки: серум, антиген, хемолитична система и комплемент.
Епруветките се разклащат добре и се инкубират при 37°С за 45 минути - 1 час или при 4°С („CSC на студено“) за 18 ч. През това време при наличие на специфичен комплекс се осъществява фиксация на комплемента. Провеждането на реакцията "на студено" значително повишава нейната чувствителност и специфичност.
Фаза II. В края на инкубацията във всички епруветки се добавя по 1 ml от хемолитичната система, която предварително се държи в термостат за 30 минути (сенсибилизирана). Епруветките се разклащат и се връщат обратно в термостата.
Отчитане на резултатите. Епруветките се оставят в термостат до пълна хемолиза във 2-ра, 3-та, 6-та и 7-ма епруветки (контрол на серум, антиген и комплемент за една и две дози). Първо ще настъпи хемолиза в 7-ма епруветка, която съдържа двойно количество комплемент. След като настъпи хемолиза в тази тръба и съдържанието й стане напълно прозрачно, трябва внимателно да наблюдавате останалите контроли. Веднага щом течността във 2-ра, 3-та и 6-та епруветки стане прозрачна, трябва незабавно да извадите стойката с епруветки от термостата. Фактът, че експериментът не е бил държан в термостата по-дълго от необходимото, се показва от наличието на леко помътняване (непълна хемолиза) в 5-та епруветка - тя съдържа само половината от работната доза комплемент и пълна хемолиза при правилна настройка на експериментът не може да бъде.
Хемолизата в серумните и антигенните контроли (епруветки 2 и 3) показва, че техните дози са избрани правилно и че нито серумът, нито антигенът на комплемента се свързват сами.
При контрола на хемолитичната система (епруветка 4), ако работи правилно, не трябва да има дори следи от хемолиза - липсва й комплемент.
След като се уверите, че контролите са преминали правилно, опитът може да бъде взет под внимание. Липсата на хемолиза в опитните епруветки се счита за положителен резултат от реакцията. Това показва, че в серума има антитела, които са специфични за взетия антиген. Образуваният от тях комплекс свързва комплемента и предотвратява участието му в реакцията на хемолиза. Ако се появи хемолиза в епруветките, резултатът от реакцията се оценява като отрицателен. В този случай няма съответствие между антигена и антитялото, комплементът не е свързан и участва в реакцията на хемолиза.
Успоредно със серума на пациента, същият експеримент се провежда с известен положителен серум (т.е. със серум, в който има антитела към даден антиген) и известен отрицателен, в който няма специфични антитела. При правилната настройка на експеримента в първия случай трябва да има забавяне на хемолизата, а във втория случай ще има хемолиза.
Интензивността на реакцията се изразява, както следва:
Пълно забавяне на хемолизата. Еритроцитите образуват равномерна мътност или се утаяват на дъното. В този случай течността в епруветката става безцветна;
Лизира приблизително 25% от еритроцитите. Утайката е по-малка, течността над нея е леко розова. Резултатът от RSC също се оценява като рязко положителен;
Лизира приблизително 50% от еритроцитите. Утайката е малка, течността е розова. Положителен RSK резултат;
Лизира приблизително 75% от еритроцитите. Незначителна утайка, интензивно оцветена течност над нея. Съмнителен резултат от RSK;
Всички еритроцити бяха лизирани. Течността е наситено оцветена и напълно прозрачна. Отрицателен RSK резултат.
тестови въпроси
1. Какъв е принципът на RSC?
2. Какви системи са включени в RSC? От какво се състои хемолитичната система и каква роля играе в реакцията?
3. Каква е подготовката за основния опит на RSC? В какъв ред се извършва? Колко фази има в RSC?
4. Какво означава липсата на хемолиза в CSC?
Упражнение
1. Титруйте комплемента и задайте работната му доза.
2. Изчислете всички съставки за настройка на основния експеримент, направете експеримента, вземете предвид и изчертайте резултата.
Реакция на имунофлуоресценция
Имунофлуоресцентният тест (RIF) използва флуоресцентна микроскопия (вижте глава 2) за серологични изследвания. Реакцията се основава на факта, че имунните серуми, към които са химически прикрепени флуорохроми, при взаимодействие със съответните антигени образуват специфичен светещ комплекс, видим във флуоресцентен микроскоп. Такива серуми се наричат луминесцентни *. Методът е много чувствителен, прост, не изисква изолиране на чиста култура (можете да откриете микроорганизми директно в материала от пациента: изпражнения при холера, храчки при магарешка кашлица, мозъчна тъкан при бяс). Резултатът може да се получи половин час след нанасяне на луминесцентния серум върху препарата. Поради това RIF се използва широко в експресната (ускорена) диагностика на редица инфекции.
* (Флуорохроми: флуоресцеинът дава зелено сияние, родаминът - червено.)
За приготвяне на препарати предметно стъкло с фиксирана цитонамазка (отпечатък, разрез) се поставя във влажна камера. Камерата се приготвя по следния начин. Мокра филтърна хартия се поставя на дъното на петриевото блюдо. Върху него се поставят успоредно две стъклени пръчици (може да използвате широката част на пастьоровите пипети). Върху тях се поставя предметно стъкло с намазка нагоре.
внимание! Не забравяйте да закръжите петното от обратната страна с восъчен молив.
Капка луминисцентен серум се нанася върху намазката. Чашата се затваря и се поставя в термостат или се оставя на стайна температура за 20-30 минути. След инкубиране се промива с буфериран изотоничен разтвор (pH 7,4), изплаква се с дестилирана вода, изсушава се, нанася се капка буфериран глицерол, покрива се с покривно стъкло (не по-дебело от 0,17 mm!) и се изследва с флуоресцентен микроскоп. Ако препаратът съдържа микроби, които са хомоложни на луминисцентни серумни антитела, те светят ярко на тъмен фон. Този метод се нарича директен (фиг. 36). Неудобството на директния RIF метод е, че изисква луминесцентни серуми за всеки определен антиген, което е трудно за приготвяне и няма пълен набор от готови луминесцентни серуми за всеки антиген. Поради това често се използва индиректният метод. Това се крие във факта, че на първия етап лекарството се третира с нелуминисцентен имунен специфичен серум към желания антиген. Ако препаратът съдържа желаните антигени (микроби), тогава се образува комплекс антиген-антитяло, който не се вижда. След изсушаване, на втория етап, препаратът се третира с луминесцентен серум, съдържащ антитела не към желания антиген, а към глобулини на животинския вид, от който е получен специфичният серум. Например, ако първият серум е получен по време на имунизацията на заек, тогава вторият трябва да съдържа антитела срещу заешки глобулини (виж Фиг. 36). Тези антитела се комбинират със специфични серумни глобулини, които са били адсорбирани върху желания антиген, и комплексът свети, когато препаратът се гледа през флуоресцентен микроскоп.
Опсонофагоцитна реакция
Опсонофагоцитната реакция (OPR) е един от методите за оценка на активността на имунната фагоцитоза. Колкото по-висока е тази активност, толкова по-висока е устойчивостта на организма към инфекции. В имунния организъм, под въздействието на антитела (опсонини), фагоцитозата протича по-активно (за по-кратък период се абсорбират повече микроби). Следователно показателите за фагоцитна активност имат не само диагностична стойност (например при бруцелоза), но също така позволяват да се прогнозира изходът от инфекциозния процес, да се оценят резултатите от лечението и ваксинацията. За реакцията ви трябва:
1. Антиген - суспензия от живи или убити микроорганизми.
2. Антитела (опсонини) - тест серум.
3. Фагоцити - обикновено неутрофили на изследваната кръв.
Настройка на реакцията. С помощта на микропипета 0,05 ml 2% разтвор на натриев цитрат се излива в малки епруветки; 0,1 ml тестова кръв и 0,05 ml суспензия от микроорганизми, чиято плътност съответства на 10 единици в 1 ml. мътност според оптичния стандарт GISK.
внимание! За всяка съставка трябва да се използва отделна пипета.
Смесете съдържанието на епруветките. Епруветките се поставят в термостат за 30 минути, след което съдържанието им се смесва отново и се приготвят тънки натривки (като кръвни натривки). Оцветено според Романовски - Гимза.
Отчитане на резултатите. На различни места от намазката се преброяват 25 неутрофила, като се отчита броят на уловените микроорганизми във всеки от тях. Индикаторът за опсонофагоцитна реакция (POFR) се изчислява по формулата:
POFR = 3a + 2b + 1c + 0,
където а е броят на неутрофилите, съдържащи повече от 41 бактерии; b - броят на неутрофилите, съдържащи от 21 до 40 бактерии; c е броят на неутрофилите, съдържащи от 1 до 20 бактерии; 0 - броят на неутрофилите, които не съдържат бактерии.
Максималният показател на опсонофагоцитната реакция с тази счетоводна система е 75.
Резултатът от реакцията се оценява по следната схема:
с POFR от 1 до 24 - слабо положителен;
с POFR от 25 до 49 - изразен;
с POFR от 50 до 75 - рязко положителен.
При здрави хора POFR е 0-1, рядко 4-5. Ясните и рязко положителни резултати от реакцията показват висок опсонизиращ ефект на серума на изследваното лице с изразена активност на кръвните фагоцити.
Определянето само на активността на антителата - опсонини се извършва чрез опит за установяване на опсоичния индекс - съотношението на фагоцитния индекс в присъствието на имунен (тестван) серум към фагоцитния индекс в серума, който очевидно не съдържа антитела към даден микроб. Опитът се провежда по следния начин: вземат се 2 епруветки, в една от които (опитна) се добавят в равни количества (обикновено 0,2 ml): 1) серумът на изследваното лице; 2) суспензия от микроби, в която се определя наличието на опсонини; 3) левкоцити (възможно от коремната кухина на мишката). Следното се добавя към контролната епруветка: 1) серум без опсонини (контрола); 2) същите микроби като в експерименталния; 3) левкоцити (същите като в епруветката).
Двете епруветки се държат в термостат за 30 минути, след което се приготвят петна от едната и другата, фиксират се и се оцветяват по Romanovsky-Giemsa. Натривките се микроскопират и се определя фагоцитният индекс в опитни и контролни епруветки.
При наличие на опсонини в тестовия серум опсоничният индекс ще бъде по-голям от единица. Колкото по-голямо е числото, получено от разделянето на индекса на фагоцитозата на тестовия серум на фагоцитния индекс на контролния серум, толкова по-изразен е ефектът на антителата - опсонините.
тестови въпроси
1. На какво свойство на антителата се основава OPA? Тази реакция специфична ли е?
2. Какво означава OFR резултат от 75?
Упражнение
Изследвайте OFR на кръв, взета от пръст. Начертайте фагоцити. Изчислете PORF.
Реакции на имунитета in vivo (кожни тестове)
При прилагане на антигена върху скарифицирана кожа или интрадермално може да се открие както имунното състояние, така и състоянието на свръхчувствителност към това лекарство.
Кожен тест с токсин. Интрадермално се инжектира титрирано количество токсин. Ако тялото е имунизирано, тоест има определено ниво на антитоксин, действието на токсина няма да се прояви - токсинът ще бъде неутрализиран от антитоксина. При неимунен организъм ще се развие възпалителен инфилтрат (зачервяване, втвърдяване и т.н.) на мястото на инжектиране на токсина.
Кожни тестове за алергени(кожно-алергични тестове) за изследване на реакции от повишен тип (вижте глава 13). При повишена чувствителност от непосредствен тип, въведеният алерген (антиген) реагира с антитела, адсорбирани върху клетките на различни органи. Свръхчувствителността от забавен тип се дължи на реакцията към алергена на сенсибилизирани Т-лимфоцити. Такава сенсибилизация се среща при редица инфекции при преболедували и ваксинирани пациенти (туберкулоза, бруцелоза и др.). Поради това кожно-алергичните тестове за тези инфекции имат диагностична стойност.
Препаратите за кожни тестове се изготвят от специални производители, предоставящи инструкции за тяхното използване.
тестови въпроси
1. Какво е антитяло в кожен тест за токсини? Какво означава отрицателен резултат от този тест?
2. Каква реакция ви позволява да идентифицирате състоянието на повишена чувствителност на тялото към инфекциозен агент?
Имунопрофилактика и имунотерапия на инфекциозни заболявания
От векове в различни страни по света се правят опити да се предотврати тежкият ход на смъртоносна болест чрез причиняване на лека форма на болестта.
Научната обосновка и практическото прилагане на имунопрофилактиката е дадено за първи път от Л. Пастьор, който създава принципите за използване на отслабени (атенюирани) микроорганизми и изготвя препарати (ваксини) за предотвратяване на някои инфекциозни заболявания при хора и животни.
Изминаха повече от сто години и сега изкуственото създаване на имунитет е в основата на борбата с инфекциозните заболявания.
Имунизацията - въвеждането на лекарства за създаване на изкуствен активен имунитет - се извършва в определени години през целия живот на човека. Още в първите дни след раждането детето получава ваксина BCG срещу туберкулоза. През 1-вата година от живота той е ваксиниран за предотвратяване на дифтерия, магарешка кашлица и тетанус, ваксиниран срещу полиомиелит, морбили и др. По този начин се извършва специфична профилактика на инфекциозни заболявания, за които се използват ваксини.
Ваксини- препаратите за активна имунизация могат да бъдат:
1. Корпускулярни (от микробни клетки) – живи и мъртви.
2. Химични (антигени и антигенни фракции).
3. Анатоксини.
Живите атенюирани ваксини се приготвят от живи микроорганизми, чиято вирулентност е отслабена (от латинското attenuer - отслабвам, омеквам) и се запазват имуногенните свойства (способността да предизвикват имунитет).
Има различни начини за получаване на такива микроорганизми:
1) култивиране върху хранителни среди, неблагоприятни за растежа и размножаването на патогена; под действието на физични и химични фактори (така е получена BCG ваксината за профилактика на туберкулоза); 2) преминаване на патогена през тялото на животно, което не е много податливо на възпроизводима инфекция (по този начин L. Pasteur получи ваксината против бяс); 3) селекция на естествени култури от микроорганизми, които са слабо вирулентни за хората (така е получена ваксината срещу чума) и др.
Живите ваксини създават силен имунитет, тъй като предизвикват процес, подобен на естествено инфекциозно заболяване, само слабо изразен, почти без клинични прояви. В този случай се активира целият механизъм на имуногенезата - създава се имунитет.
Убитите ваксини са култури от микроорганизми, инактивирани от действието на висока температура, химикали (фенол, формалин, алкохол, ацетон), ултравиолетови лъчи и др. В същото време се избират такива фактори на въздействие, които напълно запазват имуногенните свойства на микробните клетки.
Химическите ваксини са отделни компоненти на микробна клетка (антигени), получени чрез специална обработка на микробна суспензия.
Химическите ваксини обикновено се абсорбират бързо след въвеждане в тялото, което не позволява да се постигне желаната имуногенна стимулация, поради което към ваксините се добавят вещества, които удължават времето за абсорбция: алуминиев хидроксид, алуминиево-калиева стипца, минерални масла и др. Това се нарича създаване на "депо".
Химическите ваксини се използват за предотвратяване на коремен тиф, менингит и др.
Анатоксините (от латински ana - обратно) са екзотоксини на бактерии, неутрализирани чрез излагане на формалин (0,3-0,4%) и излагане при температура 37 ° C в продължение на 3-4 седмици. В този случай има загуба на токсични свойства, но запазване на имуногенни.
В момента са получени и използвани токсоиди от токсините на патогени на дифтерия, тетанус и др.
Анатоксините се пречистват от примеси на хранителни среди (баластни протеини) и се сорбират върху вещества, които бавно се абсорбират от мястото на инжектиране.
Според броя на антигените, които съставляват ваксината, те разграничават: моноваксини (от един вид антигени), диваксини (от два антигена), три ваксини (от три антигена) и др.
Свързаните ваксини се приготвят от антигени на различни бактерии и токсоиди. Например свързаната ваксина срещу коклюш-дифтерия-тетанус (DPT) съдържа убити коклюшни микроби и токсоиди: дифтерия и тетанус.
Ваксините се прилагат интрамускулно, подкожно, кожно, интрадермално, перорално. Имунизирайте еднократно, двукратно и трикратно на интервали от 1-2 седмици или повече. Честотата на приложение, интервалите между ваксинациите зависят от естеството на ваксината - за всяка са разработени схеми на приложение.
След въвеждането на ваксината могат да се появят общи и локални реакции. Честите включват треска (до 39 ° C), главоболие, неразположение. Тези явления обикновено изчезват за 2-3 дни. Локални реакции - зачервяване и инфилтрация на мястото на инжектиране могат да се появят 1-2 дни след ваксинацията. При кожно приложение на ваксина (срещу туларемия, БЦЖ и др.) появата на локална реакция показва ефективността на ваксинацията.
Има противопоказания за ваксинация: висока температура, остри инфекциозни заболявания, алергии и др. Не ваксинирайте жени през втората половина на бременността.
Ваксините и токсоидите се приготвят в предприятия, произвеждащи бактериални препарати. За тяхното производство са необходими големи количества микробна суспензия (биомаса) или материал, съдържащ вируси.
Готовите препарати се изсипват в ампули или флакони и най-вече се изсушават. Сухите препарати запазват активността и други свойства по-дълго.
Някои ваксини, като полиомиелит, се предлагат под формата на таблетки или дражета.
Към всяка ампула, бутилка и кутия с лекарства са прикрепени етикети, указващи името на лекарството, неговия обем, срок на годност, партиден номер и контролен номер.
Във всяка кутия са включени инструкции за употреба.
Съхранявайте препаратите предимно при температура от 4 ° C. Не излагайте препаратите на замразяване и размразяване, високи температури. При транспортиране се спазват специални условия. Не използвайте лекарства, които имат пукнатини в ампулите и променен външен вид.
В СССР съществува система за държавен контрол върху качеството на медицинските имунобиологични препарати, която осигурява тяхната ефективност и стандартизация.
Специален вид ваксина – и след това ваксината. Приготвят се в бактериологични лаборатории от микроби, изолирани от пациента. Автоваксината се използва за лечение само на този пациент. Най-често автоваксините се използват за лечение на хронични инфекции (стафилококови и др.). Автоваксината се прилага многократно, в малки дози, по схема, разработена за всяка ваксина. Автоваксините стимулират защитните сили на организма, което допринася за възстановяването.
Серумни препаратиизползвани за създаване на изкуствен пасивен имунитет. Те включват специфични имунни серуми и имуноглобулини.
Тези препарати съдържат готови антитела. Получават се от кръвта на донори - специално имунизирани хора или животни (срещу морбили, грип, тетанус). Освен това се използва серумът на възстановени и дори здрави хора, ако съдържа достатъчно количество антитела. Като суровина за приготвяне на имунни препарати се използва и плацентарна и абортивна кръв.
Има антибактериални и антитоксични серуми. Първите са с по-ограничена употреба. Антитоксичните серуми се използват за лечение на дифтерия, тетанус, ботулизъм и др. Тези серуми се произвеждат с определено съдържание на антитоксин, което се измерва в международни единици (IU).
Имунните серумни препарати се получават от кръвта на многократно имунизирани животни, предимно коне. В края на имунизацията се определя нивото на антителата в кръвта и се прави кръвопускане. Полученият серум се съхранява, контролират се неговата стерилност, активност и физични свойства.
Препаратите, получени от кръвта на конете, съдържат чужди за хората протеини, които при многократно приложение могат да причинят алергични реакции: серумна болест и анафилактичен шок. За да се предотвратят усложнения, серумните препарати трябва да се прилагат с повишено внимание (според Безредка) (виж Глава 13). Използват се различни методи за освобождаване на животински серуми от баластни протеини и за концентриране на антитела, основен от които е разработеният у нас метод Диаферм-3, включващ ензимна хидролиза на баластни протеини.
В допълнение, за концентрацията на антитела в по-малък обем от лекарството са разработени методи за изолиране на гама-глобулини, съдържащи антитела, от кръвен серум. Тези лекарства се наричат имуноглобулини. Приготвят се от човешки (хомоложен) и животински (хетероложен) серум.
Ефективността на имуноглобулините е много по-висока от тази на имунните серуми и има непропорционално по-малко усложнения. В момента имуноглобулините се използват много по-широко от серумите.
У нас имуноглобулините се използват за профилактика на морбили, хепатит, рубеола и др. Профилактичното приложение на имуноглобулини се извършва при съмнение за инфекция или при поява на инфекция. Препоръчително е тези лекарства да се прилагат в първите дни след инфекцията (началото на инкубационния период), докато патологичният процес все още не се е развил.
При терапевтичната употреба на лекарството ранното му приложение дава по-голям ефект.
Серумът и имуноглобулините се прилагат интрамускулно и интравенозно.
Навременната и правилна употреба на серумни препарати може да намали честотата на много инфекции.
тестови въпроси
1. Какви видове ваксини познавате?
2. Какви лекарства създават пасивен имунитет?
3. Какво е автоваксина?
Защитните функции, т.е. поддържането на хомеостазата при антигенни влияния, се осъществяват от имунната система с помощта на комплекс от сложни взаимосвързани реакции, които са едновременно специфични, т.е. присъщи само на имунната система и неспецифичен (общофизиологичен) характер. Следователно всички форми на имунен отговор и защитни фактори на тялото се разделят на специфични и неспецифични.
Неспецифичните фактори на резистентност включват следното:
§ механични (кожа и лигавици);
§ физични и химични (ензими, реакция на околната среда и др.);
§ имунобиологична защита, осигурена от нормални неимунни клетки (фагоцити, естествени убийци) и хуморални компоненти (комплемент, интерферон, някои кръвни протеини).
Специфичните защитни фактори включват следните форми на отговор на имунната система:
§ образуване на антитела;
§ имунна фагоцитоза и килерна функция на имунните макрофаги и лимфоцити;
§ незабавен тип свръхчувствителност (IHT);
§ свръхчувствителност от забавен тип (DTH);
§ имунологична памет;
§ имунологична толерантност.
Понякога формите на имунологичен отговор включват идиотипно-антиидиотипно взаимодействие.
Неспецифичните и специфичните защитни фактори не могат да се разглеждат изолирано, тъй като те функционират във взаимодействие, съставлявайки единна холистична система за защита на тялото от антигени (например патогени на инфекциозни заболявания). Те обаче може да не бъдат включени в процеса на защита едновременно и не всички наведнъж. В зависимост от естеството на антигенния ефект, една или няколко форми на отговор могат да бъдат водещи, докато някои може да не се появят. Това е разнообразието, икономичността и ефективността на имунната система. Например, за неутрализиране на дифтерия, тетанус, друг токсин е достатъчна такава имунна реакция като образуването на антитела, тъй като произведените антитоксини неутрализират токсина; при туберкулоза е от първостепенно значение килерната функция на Т-лимфоцитите, при антивирусната защита водеща роля играе антивирусният протеин, продуциран от клетките на имунната система - интерферон; в противотуморния имунитет – функцията на естествените убийци и др.
Фактори на неспецифична защита на организма
механични фактори. Кожата и лигавиците механично възпрепятстват проникването на микроорганизми и други антигени в тялото. Последният все още може да навлезе в тялото по време на кожни заболявания и наранявания (наранявания, изгаряния, възпалителни заболявания, ухапвания от насекоми, животни и др.), а в някои случаи през нормална кожа и лигавици, прониквайки между клетките или през епителните клетки (напр. вируси ). Механичната защита се осигурява и от ресничестия епител на горните дихателни пътища, тъй като движението на ресничките постоянно премахва слузта заедно с чуждите частици и микроорганизмите, които са навлезли в дихателните пътища.
Физико-химични фактори. Оцетната, млечната, мравчената и други киселини, отделяни от потните и мастните жлези на кожата, имат антимикробни свойства; солна киселина на стомашния сок, както и протеолитични и други ензими, присъстващи в телесните течности и тъкани. Специална роля в антимикробното действие принадлежи на ензима лизозим. Този протеолитичен ензим, открит през 1909 г. от П. Л. Лащенко и изолиран през 1922 г. от А. Флеминг, е наречен "мурамидаза", тъй като разрушава клетъчната стена на бактериите и други клетки, причинявайки тяхната смърт и насърчавайки фагоцитозата. Лизозимът се произвежда от макрофаги и неутрофили. Съдържа се в големи количества във всички секрети, течности и тъкани на тялото (кръв, слюнка, сълзи, мляко, чревна слуз, мозък и др.). Намалените ензимни нива водят до инфекциозни и други възпалителни заболявания. Понастоящем е извършен химическият синтез на лизозим, който се използва като медицински препарат за лечение на възпалителни заболявания.
имунобиологични фактори. В процеса на еволюция се формира комплекс от хуморални и клетъчни фактори на неспецифична резистентност, насочени към елиминиране на чужди вещества и частици, попаднали в тялото.
Хуморалните неспецифични резистентни фактори се състоят от различни протеини, открити в кръвта и телесните течности. Те включват протеини от системата на комплемента, интерферон, трансферин, р-лизини, протеин пропердин, фибронектин и др.
Протеините на системата на комплемента обикновено са неактивни, но стават активни в резултат на последователно активиране и взаимодействие на компонентите на комплемента. Интерферонът има имуномодулиращ, пролиферативен ефект и предизвиква състояние на антивирусна резистентност в клетка, заразена с вирус. р-лизините се произвеждат от тромбоцитите и имат бактерициден ефект. Трансферинът се конкурира с микроорганизмите за необходимите им метаболити, без които патогените не могат да се възпроизвеждат. Протеинът пропердин участва в активирането на комплемента и други реакции. Серумните кръвни инхибитори, например р-инхибитори (s-липопротеини), инактивират много вируси в резултат на неспецифична блокада на повърхността им.Индивидуалните хуморални фактори (някои компоненти на комплемента, фибронектин и др.), Заедно с антителата, взаимодействат с повърхността на микроорганизмите, насърчавайки тяхната фагоцитоза, играейки ролята на опсонини.
Голямо значение за неспецифичната резистентност имат клетките, способни на фагоцитоза, както и клетките с цитотоксична активност, наречени естествени убийци или МК клетки. NK клетките са специална популация от лимфоцитоподобни клетки (големи гранулирани лимфоцити), които имат цитотоксичен ефект срещу чужди клетки (ракови, протозойни и инфектирани с вируси клетки). Очевидно NK клетките извършват антитуморно наблюдение в тялото. За поддържане на съпротивителните сили на организма голямо значение има и нормалната микрофлора на организма (вижте точка 4.5).
Фагоцитоза
Фагоцитозата (от гръцки phago - поглъщам и cytos - клетка) е процесът на усвояване и смилане на антигенни вещества, включително микроорганизми, от клетки от мезодермален произход - фагоцити. II Мечников разделя фагоцитите на макрофаги и микрофаги. Понастоящем макро- и микрофагите са обединени в една система от макрофаги (MPS). Тази система включва тъканни макрофаги - епителни клетки, звездовидни ретикулоендотелиоцити (клетки на Купфер), алвеоларни и перитонеални макрофаги, разположени в алвеолите и перитонеалната кухина, бели процесни епидермоцити на кожата (клетки на Лангерханс) и др.
Функциите на макрофагите са изключително разнообразни. Те са първите, които реагират на чуждо вещество, като са специализирани клетки, които абсорбират и унищожават чужди вещества в тялото (умиращи клетки, ракови клетки, бактерии, вируси и други микроорганизми, антигени, неметаболизиращи се неорганични вещества). В допълнение, макрофагите произвеждат много биологично активни вещества - ензими (включително лизозим, пероксидаза, естераза), протеини на комплемента, имуномодулатори като интерлевкини. Наличието на повърхността на макрофагите на рецептори за имуноглобулини (антитела) и комплемент, както и система от медиатори, осигуряват тяхното взаимодействие с Т- и В-лимфоцитите. В същото време макрофагите активират защитните функции на Т-лимфоцитите. Поради наличието на рецептори за комплемент и имуноглобулини, както и антигени на системата за хистосъвместимост (HLA), макрофагите участват в свързването и разпознаването на антигените.
Механизъм и етапи на фагоцитозата. Една от основните функции на макрофагите е фагоцитозата, която е ендоцитоза, извършвана на няколко етапа.
Първият етап е адсорбцията на частици върху повърхността на макрофага поради електростатичните сили на Ван дер Ваалс и химическия афинитет на частиците към фагоцитните рецептори. Вторият етап е инвагинацията на клетъчната мембрана, улавянето на частицата и нейното потапяне в протоплазмата. Третият етап е образуването на фагозома, т.е. вакуола (везикула) в протоплазмата около абсорбираната частица. Четвъртият етап е сливането на фагозома с лизозомата на фагоцита, съдържащ десетки ензими и образуването на фаголизозома. Във фаголизозомата се извършва смилане (унищожаване) на уловената частица от ензими. Когато частица, принадлежаща на тялото, се абсорбира (например мъртва клетка или нейни части, собствени протеини и други вещества), тя се разделя от фаголизозомни ензими на неантигенни вещества (аминокиселини, мастни киселини, нуклеотиди, монозахари) . Ако бъде погълната чужда частица, фаголизозомните ензими не са в състояние да разградят субстанцията на неантигенни компоненти. В такива случаи фаголизозомата с останалата част от антигена, която е запазила своята чуждост, се предава от макрофага на Т- и В-лимфоцитите, т.е. включва се специфична връзка на имунитета. Този трансфер на неразрушената част от антигена (детерминанта) към Т-лимфоцита се осъществява чрез свързване на детерминантата с разпознаващия антиген на комплекса за хистосъвместимост, за който има специфични рецептори на Т-лимфоцитите. Описаният механизъм е в основата на разпознаването на "свое" и "чуждо" на ниво макрофаги и явлението фагоцитоза.
Ролята на фагоцитозата. Фагоцитозата е най-важната защитна реакция. Фагоцитите улавят бактерии, гъбички, вируси и ги инактивират чрез набор от ензими и способността да секретират H 2 O 2 и други пероксидни съединения, които образуват активен кислород (завършена фагоцитоза). Въпреки това, в някои случаи микроорганизмите, уловени от фагоцита, оцеляват и се размножават в него (например гонококи, туберкулозен бацил, причинител на HIV инфекция и др.). В такива случаи фагоцитозата се нарича непълна , Фагоцитозата се усилва от опсонинови антитела, тъй като антигенът, свързан с тях, се адсорбира по-лесно на повърхността на фагоцита поради наличието на рецептори за тези антитела в последния. Това усилване на фагоцитозата от антитела се нарича опсонизация, т.е. подготовка на микроорганизми за улавяне от фагоцити. Фагоцитозата на опсонизирани антигени се нарича имунна. За характеризиране на активността на фагоцитозата се въвежда фагоцитен индекс. За да се определи, броят на бактериите, абсорбирани от един фагоцит, се преброява под микроскоп. Използва се и опсонофагоцитен индекс, който представлява съотношението на фагоцитните показатели, получени с имунен и неимунен серум. Фагоцитният индекс и опсонофагоцитният индекс се използват в клиничната имунология за оценка на състоянието на имунитета и имунния статус. Фагоцитозата играе важна роля в антибактериалната, противогъбичната и антивирусната защита, поддържайки устойчивостта на организма към чужди вещества.
Допълнение
Естеството на допълнението. Комплементът е сложен комплекс от кръвни серумни протеини, които реагират помежду си в определена последователност и осигуряват участието на антигени и антитела в клетъчния и хуморален имунен отговор. Комплементът е открит от френския учен J. Borde, който го нарича "Alexin". П. Ерлих даде съвременното име на допълнението.
Комплементът се състои от 20 протеина на кръвния серум, различни по физикохимични свойства, той се обозначава със символа "C", а деветте основни компонента на комплемента са номерирани: C1, C2, ... C9. Всеки компонент има субединици, които се образуват при разцепване; те се означават с букви: Clq, C3a, C3b и др. Протеините на комплемента са глобулини или гликопротеини с молекулно тегло от 80 (C9) до 900 хиляди (C1). Те се произвеждат от макрофаги, неутрофили и съставляват 5,10% от всички кръвни серумни протеини.
Механизъм на действие и функции. Комплементът изпълнява различни функции и е един от основните компоненти на имунната система. В тялото комплементът е в неактивно състояние и обикновено се активира в момента на образуване на комплекса антиген-антитяло. След активиране действието му е каскадно и представлява серия от протеолитични реакции, насочени към засилване на имунните и клетъчни реакции и активиране на действието на антителата за елиминиране на антигени. Има два начина за активиране на комплемента: класически и алтернативен. При класическия метод на активиране, комплексът антиген-антитяло (AG + AT) първо се прикрепя към C1 компонента на комплемента (трите му субединици Clq, Clr, Cls), след това „ранните“ компоненти на комплемента C4, C2 се последователно прикрепен към получения комплекс AG + AT + CI , SZ. Тези "ранни" компоненти активират компонента C5 с помощта на ензими и реакцията протича вече без участието на комплекса AG + AT. Компонентът C5 е прикрепен към клетъчната мембрана и върху него се образува литичен комплекс от „късните“ компоненти на 1 комплемент C5b, C6, C7, C8, C9. Този литичен комплекс се нарича мембранно атакуващ комплекс, защото извършва клетъчен лизис.
Алтернативният начин за активиране на комплемента става без участието на антитела и се случва преди производството на антитела в тялото. Алтернативният път също завършва с активиране на компонента С5 и образуване на мембранно атакуващ комплекс, но без участието на компонентите С1, С2, С4. Целият процес започва с активирането на компонента С3, което може да се случи директно в резултат на директното действие на антиген (например полизахарид на микробна клетка). Активираният С3 компонент взаимодейства с фактори B и D (ензими) на системата на комплемента и протеина пропердин (P). Полученият комплекс включва С5 компонента, върху който се образува мембранно атакуващият комплекс, както при класическия път на активиране на комплемента.Така класическият и алтернативният път на активиране на комплемента завършват с образуването на мембранно атакуващ литичен комплекс. Механизмът на действие на този комплекс върху клетката не е напълно изяснен. Известно е обаче, че този комплекс се въвежда в мембраната, образувайки вид фуния с нарушение на целостта на мембраната. Това води до освобождаване на нискомолекулни компоненти на цитоплазмата, както и протеини от клетката, навлизане на вода в клетката, което в крайна сметка води до клетъчна смърт.
Както вече беше споменато, процесът на активиране на комплемента е каскадна ензимна реакция, включваща протеази и естерази, в резултат на което се образуват продукти на протеолиза на компоненти C4, C2, C3, C5, фрагменти C4b, C2b, C3b, C5b, както и фрагменти C3a и C5a. Ако фрагментите C4b, C2b, C3b, C5b участват в активирането на системата на комплемента, тогава фрагментите C3a и C5a имат специална биологична активност. Те освобождават хистамин от мастоцитите, предизвикват свиване на гладката мускулатура, т.е. предизвикват анафилактична реакция, поради което се наричат анафилотоксини.
Системата на комплемента осигурява:
§ цитолитичен и цитотоксичен ефект на антителата върху прицелните клетки поради образуването на мембранен атакуващ комплекс;
§ активиране на фагоцитозата в резултат на свързване с имунни комплекси и тяхната адсорбция от рецепторите на макрофагите;
§ участие в индуцирането на имунния отговор поради осигуряването на процеса на доставяне на антиген от макрофаги;
§ участие в реакцията на анафилаксия, както и в развитието на възпаление поради факта, че някои фрагменти на комплемента имат хемотактична активност. Следователно комплементът има многостранна имунологична активност, участва в освобождаването на организма от микроорганизми и други антигени, в унищожаването на туморни клетки, отхвърляне на трансплантанти, алергично увреждане на тъканите и индуциране на имунен отговор.
Интерферон
природата на интерферона. Интерферонът е протеин с антивирусни, противотуморни и имуномодулиращи свойства, произвеждан от много клетки в отговор на въвеждането на вирус или сложни биополимери. Интерферонът е хетерогенен по състав, неговото молекулно тегло варира от 15 до 70 kD. Открит през 1957 г. от A. Isaacs и J. Lindemann при изучаване на феномена на вирусна интерференция Семейството на интерфероните включва повече от 20 протеина, които се различават по своите физикохимични свойства. Всички те са обединени в три групи според източника на произход: a, p, y. а-интерферонът се произвежда от В-лимфоцити; получава се от левкоцити в кръвта, поради което се нарича левкоцит. р-интерферонът се получава чрез заразяване на човешки фибробластни клетъчни култури с вируси; тя се нарича фибробластна. γ-интерферонът се получава от имунни Т-лимфоцити, сенсибилизирани с антигени, поради което се нарича имунен. Интерфероните са видово специфични, т.е. човешкият интерферон е по-малко ефективен при животни и обратно.
Механизъм на действие. Антивирусните, антипролиферативните и имуномодулиращите ефекти на интерфероните не са свързани с директен ефект върху вируси или клетки, т.е. интерферонът не действа извън клетката. Като се абсорбира от клетъчната повърхност или прониква вътре в клетката, той засяга процесите на възпроизвеждане на вируса или клетъчна пролиферация през клетъчния геном. Следователно действието на интерферона е предимно превантивно, но се използва и за терапевтични цели. Стойността на интерфероните. Интерферонът играе важна роля в поддържането на резистентност към вируси, така че се използва за профилактика и лечение на много вирусни инфекции (грип, аденовируси, херпес, вирусен хепатит и др.). Антипролиферативният ефект, особено γ-интерферонът, се използва за лечение на злокачествени тумори, а имуномодулаторното свойство се използва за коригиране на функционирането на имунната система, за да се нормализира при различни имунодефицити. Съвременните лекарства се получават чрез биотехнологични методи, базирани на принципите на генното инженерство (виж Глава 6).
Антигени
Антигените са всякакви вещества, които са генетично чужди на даден организъм (обикновено биополимери), които, когато навлязат във вътрешната среда на тялото или се образуват в тялото, предизвикват ответна специфична имунологична реакция: синтез на антитела, поява на сенсибилизирани лимфоцити или появата на толерантност към това вещество, незабавна и забавена свръхчувствителност видове имунологична памет.
Антителата, произведени в отговор на въвеждането на антиген, взаимодействат специфично с този антиген in vitro и in vivo, образувайки комплекс антиген-антитяло.
Антигените, които предизвикват пълен имунен отговор, се наричат пълни антигени. Това са органични вещества от микробен, растителен и животински произход. Химичните елементи, простите и сложните неорганични съединения не притежават антигенност. Антигените могат да бъдат както вредни, така и безвредни за организма вещества. Антигени са също бактерии, гъбички, протозои, вируси, животински клетки и тъкани, попаднали във вътрешната среда на макроорганизма, както и клетъчни стени, цитоплазмени мембрани, рибозоми, митохондрии, микробни токсини, екстракти от хелминти, отрови на много змии и пчели. , естествени протеинови вещества, някои полизахаридни вещества от микробен произход, растителни токсини и др. Антигенността се определя от структурните характеристики на биополимерите, които са генетично чужди на тялото. Повечето от тях съдържат няколко вида антигени. Броят на антигените в природата се увеличава в резултат на появата на антигенни свойства в много неантигенни вещества, когато се комбинират с други вещества. Някои вещества не предизвикват имунен отговор сами по себе си, но придобиват тази способност, когато се конюгират с протеинови носители с високо молекулно тегло или се смесват с тях. Такива вещества се наричат непълни антигени или хаптени. Хаптените могат да бъдат химикали с ниско молекулно тегло или по-сложни химикали, които нямат свойствата на пълен антиген: някои бактериални полизахариди, полипептид на туберкулозен бацил (PPD), ДНК, РНК, липиди, пептиди. Хаптенът е част от пълен или конюгиран антиген. Антителата, образувани срещу конюгата протеин-хаптен, могат също да реагират със свободния хаптен. Хаптените не предизвикват имунен отговор, но реагират със серуми, съдържащи антитела, специфични за тях.
Антигените имат специфичност, която е свързана с определена химична група в молекулата, наречена детерминанта или епитоп. Детерминанти на антиген са тези негови части, които се разпознават от антитела и имунокомпетентни клетки. Пълните антигени могат да съдържат две или повече недвусмислени детерминантни групи, така че те са двувалентни или поливалентни. Непълните антигени (хаптени) имат само едно детерминантно групиране, т.е. са еднозначни.
Протеините като биополимери с изразена генетична чуждост имат най-силно изразени антигенни свойства. Колкото по-отдалечени са животните във филогенетичното си развитие, толкова по-голяма антигенност ще имат техните протеини един спрямо друг. Това свойство на протеините се използва за идентифициране на филогенетичната връзка на животни от различни видове, както и при съдебномедицинска експертиза (за определяне на видовете кръвни петна) и хранително-вкусовата промишленост (за откриване на фалшифициране на месни продукти).
Молекулното тегло на антигена е от голямо значение. Биополимерите с молекулно тегло най-малко 5-10 kDa имат антигенност. Има изключения от това правило: нуклеиновите киселини имат голямо молекулно тегло, но в сравнение с протеините техните антигенни свойства са много по-слабо изразени. Серумният албумин и хемоглобинът имат еднакво молекулно тегло (~70 000), но албуминът е по-силен антиген от хемоглобина. Това се дължи на разликата във валентността на тези протеини, т.е. броя на детерминантните групи, съдържащи се в тях.
Антигенността се свързва с твърдата повърхностна структура на детерминантите, подреждането на аминокиселините, които изграждат полипептидните вериги, особено техните крайни части. Например, желатинът не се счита за антиген в продължение на много години поради липсата на твърди структури на повърхността на молекулата, въпреки че е протеин с голямо молекулно тегло. Желатиновата молекула може "да придобие свойствата на антиген, ако в нейната структура се въведе тирозин или друго химично вещество, което придава твърдост на повърхностните структури. Антигенната детерминанта на полизахаридите се състои от няколко хексозни остатъка. Антигенните свойства на желатина, хемоглобина и други слаби антигените могат да бъдат подобрени чрез адсорбирането им върху различни носители (каолин, активен въглен, химически полимери, алуминиев хидроксид и др.). Тези вещества повишават имуногенността на антигена. Те се наричат адюванти (виж Глава 9). Количеството на входящия антиген влияе върху имунния отговор: колкото повече е, толкова по-изразен е имунният отговор. Въпреки това, при твърде висока доза антиген, имунологичен толеранс, т.е. липса на отговор на тялото към антигенно дразнене. Това явление може да се обясни със стимулиране на субпопулация на супресорни Т-лимфоцити от антигена.
Важно условие за антигенност е разтворимостта на антигена. Кератинът е протеин с високо молекулно тегло, но не може да бъде представен под формата на колоиден разтвор и не е антиген. Поради малкото си молекулно тегло, хаптените не се фиксират от имунокомпетентните клетки на макроорганизма и не могат да предизвикат имунологичен отговор. Ако молекулата на хаптена е изкуствено увеличена чрез конюгиране с голяма протеинова молекула, ще се получи пълноценен антиген, чиято специфичност ще се определя от хаптена. В този случай протеинът-носител може да загуби видовата си специфичност, тъй като детерминантите на хаптена са разположени на повърхността му и припокриват собствените му детерминанти. Полухаптени - неорганични радикали (йод, бром, нитрофуп, азот и т.н.), прикрепени към протеинова молекула, могат да променят имунологичната специфичност на протеина.
Такива йодирани или бромирани протеини причиняват образуването на антитела, специфични съответно за йод и бром, т.е. за онези детерминанти, които са разположени на повърхността на пълния антиген.
Проантигените са хаптени, които могат да се свързват със собствените протеини на тялото и да го сенсибилизират като собствени антигени. Например, продуктите на разцепване на пеницилин в комбинация с телесни протеини могат да бъдат антигени. Хетероантигените са общи антигени, открити в различни животински видове. Това явление е отбелязано за първи път в експериментите на J. Forsman (1911), който имунизира заек със суспензия от органи на морско свинче. Серумът, получен от заека, съдържа антитела, които взаимодействат не само с протеините на морското свинче, но и с еритроцитите на овен. Оказа се, че полизахаридите на морското свинче са антигенно същите като полизахаридите на овчите еритроцити.
Хетероантигени са открити при хора и някои бактериални видове. Например, причинителят на чумата и човешките еритроцити с кръвна група 0 имат общи антигени. В резултат на това имунокомпетентните клетки на тези хора не реагират на патогена на чумата като на чужд антиген и не развиват пълноценна имунологична реакция, която често води до смърт.
Алоантигените (изоантигените) са различни антигени в рамките на един и същи вид. В момента в човешките еритроцити са открити повече от 70 антигена, които дават около 200 000 комбинации. За практическото здравеопазване решаващо значение имат кръвните групи по системата ABO и Rh антигенът. В допълнение към еритроцитните антигени, при хората има и други алоантигени, например антигени на главния комплекс за хистосъвместимост - MHC (Major Histocompatibility Complex). В 6-та двойка човешки хромозоми се намират трансплантационни антигени HLA (Human Leucocyte Antigens), които определят тъканната съвместимост по време на трансплантация на тъкани и органи. Абсолютната индивидуалност е присъща на човешките тъкани и е почти невъзможно да се изберат донор и реципиент с еднакъв набор от тъканни антигени (с изключение на еднояйчните близнаци). Раковите клетки също съдържат антигени, които се различават от тези на нормалните клетки, което се използва за туморна имунодиагностика (виж Глава 9).
Антигените на бактерии, вируси, гъбички, протозои са пълни антигени. В зависимост от химичния състав, съдържанието и качеството на протеините, липидите, техните комплекси, антигенността при различните видове микроорганизми е различна. Следователно всеки вид е антигенна мозайка (виж Глава 2). Антигените на микроорганизмите се използват за получаване на ваксини и диагностика, както и за идентифициране и индикиране на микроорганизми.
В процеса на еволюция антигенната структура на някои микроорганизми може да се промени. Вирусите (грип, HIV) имат особено голяма вариабилност в антигенната структура. По този начин антигените, като генетично чужди вещества, стартират имунната система, привеждайки я във функционално активно състояние, изразяващо се в проявата на определени имунологични реакции, насочени към елиминиране на неблагоприятните ефекти на антигена.
Образуване на антитела
Естеството на антителата. В отговор на въвеждането на антиген имунната система произвежда антитела - протеини, които могат специфично да се свържат с антигена, причинил тяхното образуване, и по този начин да участват в имунологични реакции. Антителата принадлежат към γ-глобулините, т.е. най-малко подвижната фракция на кръвните серумни протеини в електрическо поле. В тялото γ-глобулините се произвеждат от специални клетки - плазмоцити. Количеството γ-глобулин в кръвния серум е приблизително 30% от всички кръвни протеини (албумин, a-, b-глобулини и др.). В съответствие с Международната класификация γ-глобулините, които изпълняват функциите на антитела, се наричат имуноглобулини и се обозначават със символа Ig. Следователно антителата са имуноглобулини, произведени в отговор на въвеждането на антиген и способни специфично да взаимодействат със същия антиген.
Функции на антителата. Основната функция на антителата е взаимодействието на техните активни центрове с комплементарни детерминанти на антигени. Вторичната функция на антителата е тяхната способност да:
§ да свързва антигена, за да го неутрализира и елиминира от организма, т.е. да участва в образуването на защита срещу антигена;
§ участват в разпознаването на "чужд" антиген;
§ осигуряване на сътрудничество на имунокомпетентни клетки (макрофаги, Т- и В-лимфоцити);
§ участват в различни форми на имунния отговор (фагоцитоза, килерна функция, GNT, ХЗТ, имунологична толерантност, имунологична памет).
Използването на антитела в медицината. Поради високата си специфичност и важна роля в защитните имунни реакции, антителата се използват за диагностициране на инфекциозни и неинфекциозни заболявания, определяне на имунния статус на организма, профилактика и лечение на редица инфекциозни и неинфекциозни заболявания. За това има подходящи имунобиологични препарати, създадени на базата на антитела и имащи специфично предназначение (виж глава 10).
Структура на антителата. По химичен състав имуноглобулиновите протеини принадлежат към гликопротеините, тъй като се състоят от протеин и захари; изграден от 18 аминокиселини. Те имат видови различия, свързани главно с набор от аминокиселини. Молекулното тегло на имуноглобулините е в диапазона от 150,900 kD. Молекулите им са с цилиндрична форма, виждат се в електронен микроскоп. До 80% от имуноглобулините имат седиментационна константа 7S; устойчив на слаби киселини, основи, нагряване до 60ºС. Възможно е да се изолират имуноглобулини от кръвния серум чрез физични и химични методи (електрофореза, изоелектрично утаяване с алкохол и киселини, изсолване, афинитетна хроматография и др.). Тези методи се използват в производството при получаването на имунобиологични препарати. Имуноглобулините се делят на пет класа според тяхната структура, антигенни и имунобиологични свойства: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD. Имуноглобулините M, G, A имат подкласове. Например IgG има четири подкласа (IgG, IgG2, IgGj, IgG4). Всички класове и подкласове се различават по аминокиселинна последователност. Човешките и животинските имуноглобулини са сходни по структура.
Р. Портър и Д. Еделман установяват структурата на имуноглобулиновата молекула. Според тях имуноглобулиновите молекули от петте класа се състоят от полипептидни вериги: две еднакви тежки вериги H (от англ. тежък - тежък) и две еднакви леки вериги - L (от англ. light - лек), свързани помежду си с дисулфидни мостове. Според всеки клас имуноглобулини, т.е. M, G, A, E, D, разграничават пет типа тежки вериги: c (mu), y (гама), a (алфа), e (епсилон) и 5 (делта), имащи молекулно тегло в диапазона от 50,70 kDa (съдържат 420-700 аминокиселинни остатъка) и се различават по антигенност. Леките вериги от всичките пет класа са общи и се предлагат в два типа: k (капа) и x (ламбда); имат молекулно тегло 23 kD (214.219 аминокиселинни остатъци). L-вериги на имуноглобулини от различни класове могат да се присъединят (рекомбинират) както с хомоложни, така и с хетероложни Н-вериги. Въпреки това, в една и съща молекула може да има само идентични L-вериги (до или A.). Както в H-, така и в L-веригите има вариабилен - V (от англ.-various - различен) участък, в който аминокиселинната последователност е нестабилна, и константен - C (от англ., constant - постоянен) участък с постоянен набор от аминокиселини. В леките и тежките вериги се разграничават NH2- и COOH-терминални групи.Когато γ-глобулинът се третира с меркаптоетанол, дисулфидните връзки се разрушават и имуноглобулиновата молекула се разлага на отделни вериги от полипептиди. Когато е изложен на протеолитичния ензим папаин, имуноглобулинът се разцепва на три фрагмента: два некристализиращи фрагмента, съдържащи детерминантни групи към антигена и наречени Fab-фрагменти I и II (от английски фрагмент антиген свързване - фрагменти, които свързват антигена) и един кристализиращ Fc фрагмент (от английски, fragment crystal!izable). FabI и FabII фрагментите са сходни по свойства и аминокиселинен състав и се различават от Fc фрагмента; Fab- и Fc-фрагментите са компактни образувания, свързани помежду си с гъвкави участъци на Н-веригата, поради което имуноглобулиновите молекули имат гъвкава структура. Както H-вериги, така и L-вериги имат отделни, линейно свързани компактни области, наречени домейни; в Н-веригата има 4 от тях, а в L-веригата - по 2. Активните центрове или детерминантите, които се образуват във V-регионите, заемат приблизително 2% от повърхността на имуноглобулиновата молекула. Всяка молекула има две детерминанти, свързани с хиперпроменливите области на H и L веригите, т.е. всяка имуноглобулинова молекула може да свърже две антигенни молекули. Следователно антителата са двувалентни.
Типичната структура на имуноглобулинова молекула е IgG. Други класове имуноглобулини се различават от IgG в допълнителни елементи от организацията на техните молекули. По този начин IgM е пентамер, т.е. пет IgG молекули, свързани с полипептидна верига, означена с буквата J (от английски, съединителна верига - структурата на молекулата). IgA е нормален, т.е. мономерен, както и ди- и тримерен. Разграничете серумен и секреторен IgA. В последния, молекулата е свързана със секреторен компонент (SC), секретиран от епителните клетки, който предпазва IgA от разграждане от ензими. IgE е силно цитофилен, т.е. способността да се прикрепят към мастоцитите и базофилите, в резултат на което клетките освобождават хистамин и хистаминоподобни вещества, които причиняват GNT. IgD е склонен към агрегация, има допълнителни дисулфидни връзки.
В отговор на въвеждането на всеки антиген могат да бъдат произведени антитела от всичките пет класа. Обикновено първо се произвежда IgM, след това IgG, останалите - малко по-късно. По-голямата част от серумните имуноглобулини (70,80%) са IgG; IgA представляват 10-15%, IgM - 5,10%, IgE - 0,002% и IgD - около 0,2%. Съдържанието на имуноглобулини се променя с възрастта. При някои патологични нарушения се наблюдават отклонения в нивото на тяхното съдържание в кръвта. Например, концентрацията на IgG се повишава при инфекциозни заболявания, автоимунни заболявания, намалява при някои тумори, агамаглобулинемия. Съдържанието на IgM се увеличава при много инфекциозни заболявания, намалява при някои имунодефицитни състояния.
Синтез на антитела. Както вече беше споменато, имуноглобулините се синтезират от плазмени клетки, които се образуват в резултат на диференциация на плурипотентна стволова клетка. Плазмената клетка синтезира както неимунен, така и имунен γ-глобулин. Плазмените клетки получават информация за спецификата на синтезирания имуноглобулин от В-лимфоцитите; L- и H-веригите се синтезират отделно върху полирибозоми на плазмоцити и се комбинират в една молекула, преди да бъдат освободени от клетката. Сглобяването на имуноглобулинова молекула от Н- и L-вериги става много бързо, в рамките на 1 минута. Изолирането на имуноглобулин от плазмената клетка се извършва чрез екзоцитоза или клазматоза, т.е. пъпкуване на част от цитоплазмата с имуноглобулин. Всяка плазмена клетка синтезира до 2000 молекули в секунда. Синтезираните антитела навлизат в лимфата, кръвта, тъканната течност.
Генетика на антителата. Имуноглобулинът, както всеки протеин, е антигенен. Има три вида антигенни детерминанти в имуноглобулинова молекула: изотипни, алотипни и идиотипни. Изотипните детерминанти (изотипове) са специфични, т.е. те са еднакви за всички индивиди от даден вид (например хора, зайци, кучета). Алотипичните детерминанти (алотипове) присъстват в някои индивиди от даден вид, докато други отсъстват, т.е. те са индивидуални. И накрая, идиотипните детерминанти (идиотипове) са присъщи само на молекули на антитела, които имат определена специфичност. Тези определящи разлики се дължат на броя и последователността на аминокиселините в активния център на имуноглобулиновата молекула.