НГОУ ВПО «Пермский государственный университет»

Биологический факультет 
 
 

Кафедра микробиологии

и иммунологиии 
 
 
 
 
 
 
 
 

Клеточные и гуморальные  факторы врожденного  иммунитета 

Специальность  011622 - Иммунология 
 
 
 
 

Курсовая  работа студентки 4

курса очного отделения

Л.Н.Золотаревой 

Научный руководитель

доцент, доктор медицинских наук

С.В.Гейн   
 
 
 
 
 

Пермь

2010

Оглавление 

       

      
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

   Выживаемость  макроорганизма тесно связана с  уникальной способностью иммунной системы – различать «свое» - «не свое». Природа такой способности во многом остается невыясненной, однако эта загадка делает иммунологию крайне привлекательной наукой. Организм располагает широким набором иммунных механизмов, создающих защиту против патогенных микроорганизмов, которые потенциально способны проникнуть в организм позвоночных, представляющих собой богатый питательными веществами источник для размножения микробов.

     Что же такое иммунитет? По мнению В.Г.Галактионова: «Иммунитет есть способ защиты организма от всех антигенно чужеродных веществ как экзогенной, так и эндогенной природы; биологический смысл подобной защиты – обеспечение генетической целостности особей вида в течение их индивидуальной жизни».

     Как правило, иммунный ответ заключается, во-первых, в распознавании возбудителя или иного чужеродного материала и, во-вторых, в развертывании цепи реакций, направленных на их устранение. В широком смысле все разнообразные формы иммунного иммунитета  можно разделить на 2 типа – врожденные и приобретенные реакции. Основное различие между этими двумя типами иммунореактивности состоит в том, что приобретенный иммунитет высокоспецифичен в отношении каждого конкретного возбудителя. Кроме того, повторная встреча с тем или иным патогенным микроорганизмом не приводит к изменениям врожденного иммунитета, но повышает уровень приобретенного: иммунная система как бы «запоминает» возбудителя, чтобы впоследствии предотвращать вызываемую им инфекцию.

   Обострившаяся проблема появления новых заболеваний способствует глубокому изучению молекулярных, клеточных и генетических механизмов функционирования иммунной системы, что подтверждает актуальность настоящей работы. 

   Цель данной курсовой работы – изучение клеточных и гуморальных факторов врожденного иммунитета. Основные задачи, поставленные мной, в соответствии с данной целью: изучение данных литературы, касающихся роли врожденного и приобретенного иммунитета, обзор данных о клеточных и гуморальных факторов врожденного иммунитета.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Врожденный  иммунитет как  следствие длительной эволюции

 

   Под неспецифическим (врожденным) иммунитетом  подразумевают систему предсуществующих защитных факторов организма, присущих данному виду как наследственно  обусловленное свойство. Так, собаки никогда не болеют чумой человека, а куры – сибирской язвой. Иммунитет, создаваемый анатомическими, физиологическими, клеточными и молекулярными факторами, которые являются естественными составляющими элементами организма, иначе называют конституционным. Такие факторы не возникают вновь при встрече с патогенном, т.е они не индуцибельны, у них нет строго специфической реакции на антигены микроорганизмов, и они не способны сохранять память от первичного контакта с чужеродностью. 

   Врожденный  иммунитет не зависит от иммунного распознавания, осуществляемого лимфоцитами. Однако в эволюции факторы врожденного иммунитета развивались наряду с адаптивным иммунитетом и функционально с ним интегрировали. Ответ организма на повреждение включает воспаление, фагоцитоз, элиминацию продуктов распада тканей и патогенов с последующей регенерацией и восстановлением структуры тканей.  Факторы врожденной противомикробной защиты включают молекулы семейств коллектина, фиколина и пентраксина, способные действовать как опсонины непосредственно или через активацию системы комплемента. Макрофаги также несут поверхностные лектины, позволяющие непосредственно связываться с патогенами. Toll-подобные рецепторы распознают разные РАМР и вызывают активацию макрофагов. Также участвуют противомикробные белки (пептиды) – факторы системы врожденного иммунитета. Их синтезируют и секретируют разные типы клеток.  
 
 

Сравнительная характеристика врожденного  и приобретенного иммунитета

 

   Врожденный  иммунитет отличается от приобретенного (адаптивного, специфического) тем, что:

1. Защищает все виды живых существ
2. Является первой линией защиты
3. Распознающие структуры кодируются относительно небольшим числом генов, которое не может увеличивать разнообразие рецепторов с помощью соматических перестроек.
4. Рецепторы распознают не индивидуальные патогены, а целые классы патогенных молекул, жизненно необходимых для выживания соответствующих микроорганизмов, либо молекулы, образующиеся при повреждении.
5. У позвоночных животных механизмы врожденного иммунитета вовлечены в эффекторные механизмы приобретенного иммунитета.
6. Во врожденном иммунитете – рецептор узнает инвариантные  химические структуры целого класса патогенов, в адаптивном – генерируется набор рецепторов со случайной специфичностью, которые потом отбираются
7. За каждую из двух ветвей иммунитета, в первом приближении, отвечают разные виды клеток иммунной системы:

Клетки  адаптивного иммунитета – Т и  В лимфоциты

   Клетки  врожденного иммунитета – моноциты, макрофаги, гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, тучные клетки), дендритные клетки и NK-клетки.   
 
 
 
 
 

Различия  между палео- и неоиммунитетом 

Клеточные факторы врожденного  иммунитета.

Фагоциты.

   При взаимодействии патоген-хозяин происходят, с одной стороны, комплекс событий, направленных на элиминацию микроорганизма, а с другой – стремление патогена обойти защитные механизмы организма.

   Фагоциты  – первая линия защиты протии инфекции. Фагоциты присутствуют в организме  всех животных и обладают свойством  поглощать чужеродные агенты. Они представляют собой важный компонент системы врожденного иммунитета, их подразделяют на моноциты, макрофаги и нейтрофилы. С помощью разнообразных рецепторов, распознающих РАМР, фагоциты связывают микробы, поглощают их и затем уничтожают.

   Клетки  системы врожденного иммунитета – моноциты/макрофаги, полиморфноядерные гранулоциты, NK – клетки, тучные клетки и тромбоциты.

   Фагоциты  принадлежат к двум основным линиям дифференцировки:

   - мононуклеарные фагоциты – моноциты/макрофаги

   - полиморфноядерные гранулоциты

   Мононуклеарные  фагоциты состоят из циркулирующих  клеток (моноцитов) и резидентных  макрофагов, обитающих в ряде органов (например, в селезенке, печени, легких), где они обнаруживают разные морфологические  признаки и функции.

   Клетки  другого семейства фагоцитов, полиморфноядерные  гранулоциты, содержат сегментированное, неправильной формы (полиморфное) ядро. По характеру окраски цитоплазматических гранул этих клеток с использованием кислых и основных красителей различают нейтрофилы, базофилы и эозинофилы, выполняющие неодинаковые эффекторные функции:

   Нейтрофилы, называемые также полиморфноядерными нейтрофилами (РМN), наиболее многочисленны и составляют большую часть лейкоцитов, присутствующих в кровотоке ( у взрослых – 60-70%)

[Мейл Д. Иммунология/ Мейл Д., Бростофф Дж., Рот Д.Б., Ройт А. – М.: Изд-во «Логосфера». – 2007. – 4-5, 22-23, 148c]

Нейтрофилы

 

   Высвобождаются  из костного мозга со скоростью приблизительно 7 млн. клеток в минуту. Живут недолго (2-3 сут) по сравнению с моноцитами/макрофагами (продолжительность их жизни составляет месяцы и даже годы). Нейтрофилы составляют свыше 95% циркулирующих с кровью гранулоцитов. Нейтрофилы содержат сегментированное ядро, их диаметр равен 10-20 мкм. Происходят из тех же ранних клеток-предшественников, что моноциты и макрофаги. Подобно моноцитам нейтрофилы мигрируют в ткани, особенно в очаги воспаления. Однако нейтрофилы являются короткоживущими клетками, которые фагоцитируют чужеродный материал, разрушают его и затем погибают. 

   Нейтрофилы  обладают обширным арсеналом бактерицидных  белков, присутствующих в гранулах двух основных типов:

1.первичные (азурофильные) гранулы представляют собой лизосомы, содержащие кислые гидролазы, миелопероксидазу и мурамидазу (лизоцим)

2.вторичные гранулы (специфичные для нейтрофилов) содержат лактоферрин и лизоцим.

   Первичные гранулы содержат также бактерицидные  белки  - дефенсины, сепроцидины, кателицидины и белок, индуцирующий прницаемость клеточной стенки бактерий (BPI). Лизосомы, содержащие противомикробные белки, сливаются с вакуолями, в которые заключены фагоцитированные бактерии (фагосомы), образуя фаголизосомы, где и происходит Киллинг бактерий.

   Существуют  данные о том, что активность нейтрофилов, определяемая по фагоцитозу или хемотаксису, у плода ниже, чем в зрелом организме. Однако, отчасти это может быть связано с менее высоким уровнем опсонинов в сыворотке плода, а не с особенностями самих клеток.

При сравнительной  оценке фагоцитарной и бактерицидной  активности нейтрофилов, макрофагов и  незрелых дендритных клеток выявлено, что максимальной фагоцитарной и киллерной способностью обладают нейтрофилы.

   Таким образом, нейтрофилы отличаются высокой  отвечаемостью на активационные  факторы, что характеризует их как  наиболее мобильные клетки, ранее всего вовлекаемые в воспалительные процессы и обусловливающие пусковые механизмы развития воспаления и ранние защитные реакции. Быстрая мобилизация нейтрофилов дополняется их способностью в течение нескольких минут развивать метаболические  процессы, приводящие к кислородному взрыву, а также осуществлять выброс предшествующих гранул, которые содержат бактерицидные субстанции. Поскольку общая продолжительность жизни нейтрофильного гранулоцита составляет 2-3 дня, а зрелый нейтрофил не способен к синтезу белка, становится очевидным, почему максимальное нарастание бактерицидной активности отмечается в первые часы.

    [Н.С.Олиферук, А.Н.Ильинская, Б.В.Пинегин. Иммунология. М.: «Медицина». - №1. – 2005. – 10-11с.] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Эозинофилы

 

   У здоровых лиц, не страдающих аллергией, на долю эозинофилов приходится 2-5% лейкоцитов крови. Эозинофилы человека обычно содержат двухсегментное ядро и большое число цитоплазматических гранул, которые окрашиваются кислыми красителями, например, эозином. Они, по-видимому, способны фагоцитировать и уничтожать поглощенные микроорганизмы, хотя это не относится к их прямым функциям. Гранулы зрелых эозинофилов представляют собой окруженные мембраной органеллы с кристалловидной сердцевиной, отличающейся по своей электронной плотности от окружающего матрикса. Сердцевина содержит главный основной белок (MBр), который является мощным токсином для гельминтов; индуцирует выделение гистамина тучными клетками; активирует нейтрофилы и тромбоциты; провоцирует аллергический бронхоспазм.