Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Января 2012 в 21:42, реферат
Иммунология – это научная дисциплина, изучающая иммунитет, т.е. способность многоклеточных организмов поддерживать постоянство своего макромолекулярного состава путем удаления чужеродных молекул, что обеспечивает устойчивость к инфекционным агентам и резистентность к опухолям.
При своем зарождении иммунология предназначалась для решения прикладной медицинской задачи по предотвращению инфекционных заболеваний. Однако обращение к механизмам иммунитета породило вопросы, относящиеся к компетенции фундаментальной биологии. Это срединное биомедицинское положение иммунология сохраняет по сей день. Начиная с 80-х годов ХХ века она стала излюбленным плацдармом для разработки и испытания молекулярно-биологических моделей и технологий, что послужило поводом для необоснованного утверждения о том, что она является лишь разделом молекулярной биологии.
Введение
История иммунологии
Основы современной иммунологии:
Врожденный иммунитет
Адаптивный иммунитет
Прикладные аспекты иммунологии. Иммунопатология
Список литературы.
Разнообразие эффекторных клеток продиктовано необходимостью удалить патогены, отличающиеся по локализации – вне или внутри (в ядре, цитоплазме, гранулах) клетки. Основными механизмами удаления внеклеточных патогенов являются антитела, которые представляют собой растворимые антигенраспознающие рецепторы В-лимфоцитов и служат главным фактором гуморального варианта адаптивного иммунитета. В-лимфоцит соответствующего клона, распознавший «свой» антиген, презентирует его Т-хелперу (его разновидности, обозначаемой как Th2-клетки). В ответ В-клетка получает стимул (через контактное взаимодействие и действие специальных белков – цитокинов, выделяемых Тh2-клетками), способствующий размножению В-клетки и ее дифференцировке в плзаматические клетки. Эти клетки специализированы на выработке и секреции антител. Антитела взаимодействуют с антигенами патогенов, которые они распознают. Связывание антигена с микроорганимзом или токсином, который он выделяет, может само по себе обеспечить защитный эффект в связи с нейтрализующим или иммобилизирующим действием антитела. Однако чаще в реакцию вовлекаются факторы врожденного иммунитета. «Хвостовая» (противоположная антигенраспознающему участку) часть антитела опознается макрофагами и другими фагоцитирующими клетками и облегчает фагоцитоз патогена или вызывает активацию комплемента, что вызывает лизис клетки возбудителя и также способствует ее фагоцитозу. Другой вариант защиты от внеклеточных патогенов состоит в привлечении нейтрофилов, осуществляемом вариантом Т-хелперов, который обозначается как Th17-клетки. Нейтрофилы являются активными фагоцитами, успешно поглощают и расщепляют патоген. В случае защиты от макропаразитов, Th2-клетки привлекают эозинофилы, которые инактивируют и убивают патоген с помощью механизма внеклеточного цитолиза, о котором говорилось выше. Таким образом, Th2- и Th17-клетки «организуют» подключение механизмов врожденного иммунитета (предварительно стимулируя их), которые и завершают процесс уничтожения внеклеточных патогенов.
Уничтожение внутриклеточных патогенов осуществляется с привлечением клеточных вариантов адаптивного иммунитета. В том случае, если фагоцитированный патоген проявляет устойчивость к внутриклеточным факторам бактерицидности, он продолжает существовать и размножаться внутри фагоцита (типичный пример – микоплазмы туберкулеза и проказы). В этом случае адекватной формой иммунной защиты становится активация макрофагов Т-хелперами типа Th1, которые воздействуют на макрофаги своим гуморальным продуктом интерфероном γ, а также через контактные взаимодействия. В активированном макрофаге усиливаются все механизмы бактерицидности, например, генерация активных форм кислорода, и включаются новые механизмы, например образование активных форм оксида азота. Как правило, это приводит к гибели внутриклеточного патогенна. Если полного освобождения от патогена не происходит, инфицированные клетки изолируются от организма путем формирования гранулемы, в которой эти клетки окружаются слоями макрофагов и Т-хелперов.
Иная иммунная стратегия используется для борьбы с патогенами, локализующимися в цитоплазме (некоторые паразиты) или ядре (вирусы). В этом случае гибель инфицированных клеток достигается в результате контактного цитолиза, осуществляемого факторами врожденного (NK-лимфоциты) и адаптивного иммунитета. Адаптивный иммунитет в этом случае представляют цитотоксические Т-лимфоциты – CD8+ Т-клетки, специфически распознающие антигены вируса или иного внутриклеточного патогена в составе молекул МНС класса I, представленных на поверхности инфицированных клеток. Помощь Тh1-хелперов в этом случае состоит преимущественно в поставке ростового фактора – интерлейикна 2, обеспечивающего размножение и дифференцировку цитотоксических Т-лимфоцитов.
В случае совместного проявления активности факторов адаптивного и врожденного иммунитета организму, как правило, удается преодолеть инфекцию и удалить из организма патогены. При этом эффекторные клетки, которые участвовали в иммунном ответе, быстро погибают. След иммунного ответа сохраняется в виде клеток памяти Т- и В-типов. При повторной встрече с патогеном защитные процессы осуществляются быстрее и настолько эффективно, что патологические проявления инфицирования могут не проявиться (т.е. отсутствует заболевание – в этом состоит смысл вакцинопрофилактики). Это обусловлено рядом особенностей клеток памяти: численность этик клеток в каждом клоне примерно на два порядка выше, чем в клонах «наивных» клеток, для вовлечения клеток памяти в иммунный ответ не требуется прохождения его длительных начальных этапов и процесс презентации антигена облегчается настолько, что вторичный иммунный ответ может включиться в месте поступления патогена (обычно – в барьерных тканях), а не в специализированных лимфоидных органах.
Прикладные аспекты иммунологии. Иммунопатология
Иммунология возникла как прикладная наука, и ее прикладной статус в разной степени проявляясь на протяжении ее развития, никогда не терял своей значимости. Начиная с 80-х годов ХХ века, во всеоружии знаний, приобретенных в области фундаментальной иммунологии, вакцинологи неперывно предпринимают попытки создания усовершенствованных вакцин с целью повышения их эффективности, ослабления побочных эффектов и расширения спектра инфекций, поддающихся вакцинопрофилактике. Следует подчеркнуть, что несмотря на определенные успехи, достигнутые в этом направлении, наиболее эффективными остаются вакцины на основе убитых или ослабленных микроорганизмов, и спектр инфекций, против которых удалось получить вакцины расширился весьма незначительно (до сих пор не существует вакцин против малярии, венерических болезней, а также эффективной вакцины против туберкулеза и проказы). Основное направление в совершенствовании вакцин состоит в создании полностью синтетических вакцинных препаратов, содержащих, наряду с компонентом, несущим специфические эпитопы патогена, функциональные группы или молекулы, активирующие клетки врожденного иммунитета. Перспективным направлением вакцинологии считается создание ДНК-вакцин, которые представляют собой препараты плазмид, содержащих ДНК, кодирующую антиген и вспомогательные молекулы. Примером нерешенной и сверхтрудной задачи вакцинологии может служить создание вакцины против СПИДа – заболевания, при котором вирус поражает клетки иммунной системы – CD4+ Т-лимфоциты.
Помимо инфекционной патологии, при которой иммунитет выступает в качестве защитного фактора, существуют заболевания, основой которых является нарушение функций системы иммунитета. Известны три группы таких заболеваний – иммунодефициты, аутоиммунная и аллергическая патология. Иммунодефициты обусловлены снижением функций иммунитета, два других типа иммунопатологии – ее неадекватным повышением.
Иммунодефициты разделяют на первичные и вторичные. Первичные иммунодефициты представляют собой наследственные заболевания, обусловленные мутациями генов, кодирующих иммунологически значимые молекулы. Вследствие этого выпадают все функции, выполнение которых прямо или косвенно зависит от продукта мутантного гена. Как правило, проявления первичных иммунодефицитов комплексны, однако удается вычленить заболевания, затрагивающие преимущественно врожденный или адаптивный иммунитет. Примером первых может служить хроническая гранулемная болезнь, обусловленная мутацией гена, кодирующего NADPH-оксидазу – фермент, ответственный за генерацию активных форм кислорода в фагоцитах. Следствием является ослабление бактерицидности фагоцитов, неэффективность внутриклеточного цитолиза и вследствие этого развитие гранулем. В качестве примера первичных иммунодефицитов, затрагивающих Т-клеточного звено иммунного ответа можно привести синдром ди Джорджи, при котором, вследствие нескольких вариантов мутаций, проявляющих действие в эмбриональном периоде, нарушено формирование тимуса – органа, в котором развиваются Т-клетки; результатом является выпадение разнообразных проявлений активности Т-лимфоцитов при всех формах иммунного ответа. Примером иммунодефицитов, затрагивающих гуморальный иммунный ответ, является агаммаглобулинемия Бруттона, при которой генетический дефект затрагивает протеинкиназу, участвующую в дифференцировке и активации В-клеток; следствие состоит в блокаде образования антител и выпадении связанных с ними защитных функций. Наконец, существуют разнообразные формы тяжелого комбинированного иммунодефицита, суть которого состоит в нарушении развития лимфоцитов на разных этапах дифференцировки с полным или частичным выпадением функций Т-, В- и NK-лимфоцитов. Вторичные иммунодефициты, сопровождают различные заболевания в качестве синдрома или служат результатом воздействия на организм повреждающих факторов (ионизирующие излучения, цитотоксические химиопрепараты и т.д.). Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД), как уже отмечено, является следствием вирусного поражения CD4+ клеток с выпадением разнообразных функций Т-хелперов.
Причиной аутоиммунных заболеваний являются нарушения иммунологической толерантности к собственным антигенам. Поражение может быть обусловлено активацией преимущественно клеточных (цитотоксические Т-лимфоциты, Т-хелперы) или гуморальных (антитела) механизмов и может затрагивать конкретные органы (островки поджелудочной железы при сахарном диабете 1-го типа, щитовидная железа при аутоиммунном тироидите и т.д) или поражать ткани, широко распространенные в организме (например соединительную ткань при системной красной волчанке, ревматоидном артрите и т.д.). Обычно развитие аутоиммунных заболеваний обусловлено нарушением отрицательной селекции (выбраковки) аутоиммунных клонов, ослабление контроля за ними со стороны регуляторных Т-клеток. Склонность к развитию аутоиммунных процессов повышается при дисбалансах дифференцировки Т-хелперов с преобладанием активности Th17- или Th1-клеток.
Основой аллергической патологии (бронхиальная астма, аллергические бронхиты и риноконъюнктивиы, атопический дерматит и т.д.) является несбалансированное преобладание Th2-клеток, имеющее следствием усиленное образование разновидности антител (IgE), способных фиксироваться на тучных клетках. При взаимодействии с фиксированными IgE-антителами их индуктора – аллергена происходит выброс из тучных клеток гистамина и других активных субстанций, что обусловливает симптоматику (расширение сосудов, повышение их проницаемости, зуд, спазм гладкой мускулатуры, в том числе бронхиальной).
Наряду с совершенствованием традиционных методов лечения аллергической и аутоиммунной патологии развивается терапевтическая стратегия, основанная на создании соответствующих типов вакцин, назначение которых состоит в подавлении патологических форм иммунного ответа и стимуляции его альтернативных форм. Принцип вакцинации распространяется также на лечение опухолей: для этого используют онковакцины, основой которых служат дендритные клетки, нагруженные опухолеассоциированными антигенами. Пока эти направления вакцинации не дали реальных результатов, однако они рассматриваются как перспективные подходы к лечению иммунопатологии и злокачественных опухолей.
Список литературы
Бурместер Г.Р., Пецутто А. Наглядная иммунология. М: Бином. Лаборатория знаний. 2007. 320 с.