Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 104
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ 2
Глава 1. Иммунитет 3
Глава 2. Антитела 6
Глава 3. Отклонение в работе иммунной системы 11
Глава 3.1. Врожденный иммунодефицит 11
Глава 3.2. Приобретенный иммунодефицит 13
Глава 3.3. Аутоиммунные заболевания 15
Заболевания, вызванные гиперактивностью иммунной системы 17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ: 17
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: 18
ВВЕДЕНИЕ
Мы живем в потенциально враждебном мире, наполненном огромным множеством инфекционных агентов, которые имеют различные размеры форму, строение и разрушительную способность.
Они были бы рады использовать нас для размножения своих генов, если бы мы в свою очередь не выработали целый ряд защитных механизмов, обеспечивающих возникновение иммунитета.
Иммунитет- это невосприимчивость организма к инфекционным агентам и генетически чужеродным веществам антигенной природы. Главная функция иммунитета – иммунологический надзор за внутренним состоянием организма. Следствием этой функции является распознание специфическое блокирование нейтрализация или уничтожение генетически чужеродных веществ и клеток (бактерий, вирусов, раковых клеток и т.д.). За сохранение генетически обусловленной биологической индивидуальности отвечает иммунная система организма. Она включает совокупность всех лимфоидных органов и скоплений лимфоидных клеток, обеспечивающих реакцию иммунитета. Иммунная система состоит из центральных и периферических органов. Центральные органы иммунной системы включают тимус (у млекопитающих), сумку Фабриция (у птиц), костный мозг, пейеровы бляшки и миндалины.
К периферическим органам относят лимфатические узлы, селезенку и кровь. Иммунная - система и ее главные исполнители - лимфоциты обеспечивают специфическую реакцию организма на чужеродные антигены. Кроме этой системы, существуют механизмы, обеспечивающие первичную ступень неспецифической сопротивляемости организма паразитам (бактерия, вирусам, гельминтам и т.д.).
Глава 1. Иммунитет
Иммуногенетика-это область генетики, которая изучает генетические механизмы иммунного ответа.
Иммунитет-это защита организма от инфекции или, в более широком смысле, реакция организма на чужеродные макромолекулы, микроорганизмы и клетки. Защита осуществляется с помощью двух систем-неспецифического( врождённого, естественного)и специфического иммунитета.
Неспецифический иммунитет выступает как первая линия защиты. Система врождённого иммунитета действует на основе реакции воспаления и фагоцитоза. Она реагирует только на корпускулярные агенты (микроорганизмы, занозы) и на токсические вещества, разрушающие клетки и ткани, вернее, на корпускулярные продукты этого разрушения .Вторая и наиболее сложная система-приобретенного иммунитета-основана на специфических функциях лимфоцитов-клеток крови, распознающих чужеродные макромолекулы (антигены)и реагирующих на них либо непосредственно, либо выработкой защитных белковых молекул-антител.
Антигеном (генератором антител) может быть не всякое вещество. Оно должно быть чужеродным, макромолекулярным ( с мол. массой более 10-12 кДа) и иметь устойчивую химическую структуру. К типичным антигенам относятся белки и полисахариды.
Приобретённый иммунитет характеризуется четырьмя свойствами, которые неразделимы и всегда проявляются вместе:
1.Организм отличает свои антигены от чужих.
2. Способность отличать запоминается. Это так называемая иммунологическая «память».
3. «Память» специфична, запоминается контакт лишь с определённым антигеном. Специфичность этого запоминания очень высока.
4.Иммунный ответ на чужеродную макромолекулу можно избирательно подавить, если ввести её в развивающийся организм внутриутробно или в первые часы после рождения. Такое подавление реакции на белок называется толерантностью ( терпимостью).
Система приобретённого иммунитета имеется в организме человека и других животных ( рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие). Она хорошо используется для вакцинации, т.е. введения ослабленных или убитых микроорганизмов или выделенных из них макромолекул, вызывающих иммунную реакцию на эти микроорганизмы. Вакцинация является основным способом предупреждения таких заболеваний как оспа, туберкулёз, полиомиелит, сибирская язва и многие другие. Приобретённый иммунитет составляет основное препятствие для пересадки органов (сердце, почки, печень) и тканей ( кожа) от одного человека другому. Для преодоления этого барьера несовместимости пользуются препаратами, подавляющими иммунную систему.
Каким образом возникает иммунитет? У человека существуют триллионы лимфоцитов- белых кровяных клеток. Они находятся в кровеносном русле, в лимфоидных органах( тимус, лимфоузлы, селезёнка и аппендикс)и в лимфе ( бесцветная жидкость в лимфатических сосудах, соединяющих лимфоузлы).
Существуют две составляющие иммунной системы, каждая из которых ассоциирована с лимфоцитами определённого типа: гуморальный и клеточный иммунитет. Лимфоциты, созревающие в тимусе ( вилочковой железе), называются Т-лимфоцитами, в отличие от В-лимфоцитов, развивающихся в костном мозге.
Рис 1- Т-лимфоцит Рис 2- В-лимфоцит
Клеточный иммунитет обеспечивается Т-клетками, а гуморальный-как В-,так и Т-лимфоцитами. Клеточный иммунитет опосредуется преимущественно специфическими Т-клетками- цитотоксичными Т-лимфоцитами, или « киллерами» ( CTL), и направлен против клеток, несущих на своей поверхности чужеродные антигены.
Активирование как гуморальной, так и клеточной ветви иммунной системы требует цитокинов, продуцируемых Тн-клетками, которые в свою очередь активируются только в том случае , если антиген появляется в комплексе с молекулами белков, кодируемых МНС ( локус гистосовместимости), на поверхности специализированных клеток, называемых антиген-представляющими клетками (АРС). Эти клетки ( макрофаги, В-лимфоциты, дендритные клетки) поглощают антигены и затем выделяют часть антигена в комплексе с молекулой МНС на своей мембране. Затем Тн-клетки опознают антиген, связанный с молекулой МНС на поверхности антигенпредставляющих клеток.
Гуморальная ветвь иммунной системы включает в себя взаимодействие В-клеток с антигеном, последующую их пролиферацию и дифференцировку в плазматические клетки, секретирующие антитела. Когда антигены связываются с антителами, эти комплексы тем или иным способом удаляются из организма.
Несмотря на то что антигены обычно имеют большие размеры, они опознаются В- или Т-лимфоцитами , поскольку антитела, расположенные на этих клетках, связываются с небольшими участками антигена, называемыми антигенными детерминантами или эпитопами. В-клетки распознают эпитоп самостоятельно, в то время как Т-клетки-только если он расположен на поверхности антигенпредставляющей клетки в комплексе с молекулой МНС. Часть антигена, взаимодействующая с белками МНС , называется агритопом.
Глава 2. Антитела
Как устроены антитела и рецепторы лимфоцитов? Очевидно, что их структура должна быть необычной, так как они строго специфически распознают громадное множество различных антигенов: любой чужеродный белок, полисахарид или синтетическую молекулу , вообще в природе не встречающуюся. Антитела являются иммуноглобулинами.
У млекопитающих, включая человека, известны 5 классов иммуноглобулинов: IgМ, IgG, IgА, IgD, IgE. Каждый класс обладает своими структурными и биологическими свойствами.
Иммуноглобулины всех классов построены по общему плану. Это можно проиллюстрировать на примере молекулярной организации IgG.
Антитело состоит из двух идентичных пар полипептидных цепей: H-тяжелой с молекулярной массой примерно 50 000 Да и L- легкой с молекулярной массой около 25 000 Да.
Рис 3 – Схема строение антитела
Цепи соединены друг с другом ковалентными ( дисульфидными ) связями. Рецептор лимфоцитов, в отличие от антител-гетеродимер, состоящий из пары различных цепей- a и b с молекулярной массой около 50 000Да, соединенных между собой одной дисульфидной связью. В основе структуры иммуноглобулинов лежит сходное повторяющиеся звено( домен) примерно из 110 аминокислот, свёрнутых в глобулины. Каждый домен в молекуле антитела или рецептора Т-клеток( РТК)выполняет свою биологическую функцию, а наиболее важную из них- распознавание и связывание с антигеном-осуществляют концевые домены. Пара концевых доменов ( один из H –цепи, другой из L-цепи, а в РТК- один из b-цепи, другой из a-цепи) образует активный центр, уникальную по структуре полость, распознающую в молекуле антигена небольшие дискретные участки из 4-8 аминокислот.
Эти участки антигена подходят к структуре активного центра, « как ключ к замку», образуя прочные нековалентные связи антигена с антителом. Разные антитела ( иРНК) отличаются друг от друга структурой активных центров. На молекулярном уровне эти различия определяются первичной структурой концевых доменов H и L, a- и b-цепей, т.е. последовательностью аминокислот в них. Участки H и L цепей ( равно как a и b),образующие «стенки» активного центра, носят название вариабельных ( V) районов. Остальная часть молекул постоянна- это константный (С) район. Вариабельных районов среди молекул антител тысячи, константных-единицы. Главная функция вариабельных районов- образование активных центров антител и РТК. Разнообразие активных центров очень велико, не менее 107-108 , что вполне достаточно для более или менее специфического распознавания любого произвольно взятого антигена. Таким образом, структура антител, а точнее, их активных центров обеспечивает узнавание любого чужеродного белка или полисахарида , попавшего в организм.
Как же осуществляется контроль полипептидных цепей, один из районов которых постоянно варьирует при переходе от одного антитела ( или РТК) к другому (вариабельный, V-район), а остальные строго постоянны ( константные, С-районы)? Это задача решается благодаря уникальному генетическому механизму-независимому генетическому контролю V и С-районов, составляющих одну полипептидную цепь, и сборке гена, контролирующего вариабельный район, из фрагментов в процессе созревания лимфоцита.
Загадка сосуществования константных и вариабельных участков в одной и той же полипептидной цепи была разрешена в конце 1970-х гг. С. Тонегавой. Он показал, что фрагменты ДНК, кодирующие V и С участки, расположенные в виде непрерывных последовательностей в геноме миеломы мыши, пространственно разобщены у эмбрионов или в сперматозоидах мыши.
Гены, контролирующие структуру одной полипептидной цепи антитела или РТК, объединены в семейства, расположенные в одном участке хромосомы. При этом гены, соответствующие V-районам, « разорваны» на 2 или 3 фрагмента- основной V’ и один или два дополнительных D и J (D- разнообразие, J-соединяющий). V’-фрагмент гена контролирует первые 95 аминокислот в V-доменах, D- от 2 до 10 и J- от 5 до 15. V’-фрагментов в геноме недифференцированных лимфоцитов много-от 50 до 1000 для разных цепей, и все они отличаются друг от друга по своей структуре. D-гены представлены несколькими десятками копий, а , J- единичными последовательностями, причём каждая из них уникальна. В процессе созревания лимфоцита фрагменты объединяются на случайной основе в V’ DJ-ген, причём число возможных сочетаний равно произведению числа V’-,. D и J-генов. Для различных цепей антител или РТК число таких сочетаний варьирует от тысячи до десятков тысяч. Кроме того, в процессе сборки возможны ошибки и изменения в последовательности нуклеотидов объединяющихся фрагментов, что резко увеличивает число возможных комбинаций. Дальнейшее разнообразия активных центров возникает за счёт объединения вариабельных районов в пары цепей, составляющих этот центр. Таким образом, благодаря сборке V-гена из фрагментов и образованию активных центров из разных цепей, создаётся 107-108 уникальных по своей структуре участков молекулы антител, среди которых всегда найдутся способные взаимодействовать с любым произвольно взятым антигеном. Все это разнообразие и составляет репертуар антител. Следует подчеркнуть, что этот репертуар возникает до встречи с антигеном и независимо от антигена и что большая часть антител не потребуется в течение всей жизни особи.