ПРОТИВОИНФЕКЦИОННЫЙ ИММУНИТЕТ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ, ТИПЫ, ВИДЫ, МЕХАНИЗМЫ Сумской государственный университет Медицинский институт СумДУ Кафедра гигиены и экологии с курсом микробиологии, вирусологии и иммунологии 1 Лектор: к.б.н., ассистент кафедры гигиены и экологии с курсом микробиологии, вирусологии и иммунологии - Ивахнюк Т. В.

План лекции: 1. Противоинфекционный иммунитет: определение, чем обусловлен (клетокные и гуморальные факторы). 2. Компоненты возбудителей (бактерий), которые модифицируют иммунный ответ (место локализации возбудителя, экзо- и эндотоксины, ферменты, пептидогликаны, капсула, иммуноглобулинсвязывающие белки, антигены и др.). 3. Механизмы защиты микроорганизмов от факторов иммунитета. 4. Разновидности противоинфекционного иммунитета. 5. Связь врождениных и приобретениных факторов в противоинфекционном иммунитете. 6. Необычные (неклассические варианты иммунного ответа при инфекциониных процессах, которые приводят к иммунопатологии (аутоиммунные процессы, аллергические реакции). 7. Цели и методы определения гуморального и клетокного противоинфекционного иммунитета. 2

Иммунитет – целостная система биологических механизмов защиты организма, с помощью которых он распознаёт и уничтожает всё генетически чужеродное, если оно проникает в организм или возникает в нём. 3

Принципы функционирования иммунной системы 1. Принцип локального эффекторного действия факторов иммунитета. 2. Принцип каскадного действия (цепная реакция). 3. Принцип быстрой и сбалансированной активации и торможения иммунной реакции. 4. Принцип увеличения эффективности с приобретением опыта (иммунологическая память после контакта с чужеродным). 5. Принцип чрезмерности иммунологических механизмов с возможностью компенсации (дублирования) функций компонентами иммунной системы. 4

Важное условие эффективной работы этого гомеостатического механизма способность защитиных клеток отличать потенциально агрессивные чужие клетки от собствениных. 5

По происхождению Иммунитет Врождённый Адаптивный Активный Пассивный Трансплацентарный Постсывороточный Постинфекционный Поствакцинальный (стерильный, (стерильный, (стерильный, (стерильный, нестерильный) нестерильный) нестерильный) нестерильный) 6

По механизму Иммунитет Гуморальный Клеточный 7

По локализации Иммунитет Местный Общий 8

По направленности Иммунитет Антибактериальный Антивирусный Антитоксический Антигрибковый Антипротозойный Проивоопухолевый Трансплантационный Антигельминтный 9

10 Компоненты возбудителей, которые модифицируют иммунный ответ Ферменты бактерий Капсула бактерий Место локализации возбудителя; внутриклетокное или внеклетокное Экзотоксины и эндотоксины Белки, пептидогликаны, липиды клетокной стенки Антигены бактерий и вирусов

Молекулы-мишени для иммунной системы Образы патогенности, или патоген ассоциированные молекулярные паттерны (Pathogen-associated molecular patterns PAMP). Антигены. Стрессорные молекулы. Молекулы трех названиных выше групп распознаются тремя типами рецепторов клеток иммунной системы. Рецепторы, распознающие патогены (Pathogen-recognizing receptors, PRR), предназначены для распознавания PAMP. Toll-like рецепторы. Антигенраспознающие рецепторы представлены только на В- и Т- лимфоцитах. Рецепторы, распознающие стрессорные молекулы, представлены преимущественно на естествениных киллерах (NK-клетках), однако их выявляют также на γδT-клетках, реже на других субпопуляциях Т- лимфоцитов. 11

ТОLL-подобные рецепторы (TLRs) и их лиганды ( pathogen associated molecular patterns – PAMPs) TLRsPAMPsноситель TLR 1 / TLR 2Липопротеинграм +, грам - бактерии TLR 2 Липопротеинграм +, грам - бактерии Липотейхоевая кислота грам +, грам - бактерии Зимозандрожжи ЛипоарабиманнанM. tuberculosis Фосфолипидытрипаносомы TLR 3ds RNKвирусы TLR 4ЛПСграм - бактерии TLR 5Флагеллинграм +, грам - бактерии TLR 6Липопептидыграм +, грам - бактерии TLR 7 ss RNKвирусы TLR 8??? TLR 9 ss RNKвирусы YCpY - DNKбактерии TLR ??? 12

Механизмы защиты микроорганизмов от иммунной системы организма «Маскировка» «Антигенная мимикрия» 13 Способность выживать в фагоцитах Использование иммунной системы в цикле развития возбудителя Угнетение экспрессии молекул HLA Антигенная изменчивость возбудителя Угнетение иммунного ответа факторами возбудителя Инактивация антител и комплемента

Механизм формирования противоинфекционного иммунного ответа 14

Противоинфекционный иммунитет Врожденный 15 Приобретенный (адаптивный) Клеточные факторы Гуморальные факторы Обще- физиологические факторы Активный Пассивный Постинфек- ционный Поствак- цинальный После введения иммунной сыворотки Транс- плацентарный Анитибак- териальный Противо- вирусный Антиток- сический клетокный гуморальный

Противоинфекционный иммунитет 16 Антибак- териальный Местный Протективный Непротективный Стерильный Нестерильный Общий Антифун- гальный Антипро- тозойный Противо- вирусный Антитоксический

Основные свойства врожденного и адаптивного иммунитета 17

Врождённый иммунитет – невосприимчивость, обусловленная врождёнными биологическими особенностями, присущими человеку. 18

Главные составляющие врожденного иммунитета : -распознавание чужеродиных агентов во внутренней среде организма с помощью рецепторов, специализированиных на узнавании «образов» патогенности; - элиминация опознаниных чужеродиных агентов из организма путем фагоцитоза и расщепления. 19

Основные отличительные признаки факторов врождённого иммунитета Отсутствие специфического ответа на определённые антигены. Наличие неиндуцибельиных и индуцибель- иных факторов защиты. Отсутствие способности сохранять память от первичного контакта с антигеном. 20

Первая линия иммунной защиты. Клеточные и гуморальные факторы 21

22 Виды адаптивного иммунного ответа и их назначение

Адаптивный иммунитет базируется на трех главиных процессах: -распознавании антигенов (как правило, чужеродиных для организма) независимо от их связи с патогенностью, с помощью клонально распределениных рецепторов; -элиминации распознаниных чужеродиных агентов; - формировании иммунологической памяти о контакте с антигеном, позволяющей быстрее и эффективнее удалять его при повторном распознавании. 23

Основные события иммунного ответа 24

Взаимосвязь врожденного и адаптивного иммунитета. Врожденный иммунитет обеспечивает презентацию антигена и ко стимуляцию, необходимые для запуска адаптивного иммунитета. В свою очередь, адаптивный иммунитет благодаря выработке антител и цитокинов придает реакциям врожденного иммунитета избирательность действия и повышает их эффективность 25

Стратегия иммунной защиты зависит от локализации патогена 26

Особенности формирования противовирусного иммунитета ТНТН Презентация антигена Т-клетки воспаления Инактивация вируса Т-цитотокс. клетки Антитела Разрушение инфицированной клетки Макрофаги В-клетки Естественные киллеры Антителонеза- висимая цитотоксичность Макрофаг Полиморфноядерные лейкоциты Антителозависимая цитотоксичность К-клетки 27

Защитные механизмы на разиных стадиях формирования противоинфекционного иммунитета Стадия формирования иммунитета Инфекция внеклетокными агентами Инфекция внутриклетокными агентами Вирусная инфекция Внедрение агента (пер- вые часы) Фагоцитоз, активация комплемента (альтер- нативная) Активация макрофагов Активность NK- клеток 28

Защитные механизмы на разиных стадиях формирования противоинфекционного иммунитета Стадия формирования иммунитета Инфекция внеклетокными агентами Инфекция внутриклетокными агентами Вирусная инфекция Фаза индукции иммунитета (3 суток) Местный воспали- тельный процесс, монокины. Гумораль- ный иммуногенез Местное воспаление, Т-независимая активация макрофагов, моно- кины. Т-клеток- ный иммуногенез Интерфероны α и β, активированные ими NK- клетки. Цито- токсический иммуногенез 29

Защитные механизмы на разиных стадиях формирования противоинфекционного иммунитета Стадия формирования иммунитета Инфекция внеклетокными агентами Инфекция внутри- клетокными агентами Вирусная инфекция Фаза сформировавшегося иммунитета (3-4 недели) Образование анти- тел классов IgM, затем IgG и IgA. Классическая активация комплемента Иммунное воспаление. ИФНγ, выделяемый Th1, активирует макро- фаги, которые осуществляют эффективный фаго- цитоз. Цитотоксические Т-лимфоциты, активированные макрофаги. 30

Защитные механизмы на разиных стадиях формирования противоинфекционного иммунитета Стадия формирования иммунитета Инфекция внеклетокными агентами Инфекция внутриклетокными агентами Вирусная инфекция Сформиро- вавшаяся иммунологическая память Ускоренное образование высокоаффининых IgG-антител при повторном инфицировании Ускоренное образование ИФНγ и активация макро- фагов при повтор- ном инфицировании. Ускоренное образование цито токсических Т-лим- фоцитов при повторном инфицировании. 31

Фазы противоинфекционного иммунитета 1-я – линия защиты – врожденный иммунитет Тканевые барьеры Эпителий Кожа Активация Макрофагов Альтернативная - комплемента Микрофагов Естествениных киллеров 32

Фазы противоинфекционного иммунитета 2-я - индуктивная Формиро- вание локальной воспали- тельной реакции Фагоцитоз макрофагами Созревание Т- и В-клеток Компоненты альтернативного пути активации комплемента Продукция цитокинов Синтез белков острой фазы Стимулирует ИЛ-1, 6, 12 ФНО 33

Фазы противоинфекционного иммунитета 3-я – поздняя (специфическая) Распознавание антигена Вирусы Характер антигенов и распознающих их клеток Бактерии Бактериальные белки Клетки Лангерганса Кооперация В-клетки Дендритные клетки Антигенпредставляющие клетки (АПК) Макрофаги Антитела, ГНТ, воспалительный тип клетокного иммунитета, клетки памяти, толерантность, идиотип- антиидиотипические взаимодействия АПК В-кл. Т-кл. Формирование иммунного ответа 34

Клетки и цитокины в иммунном ответе 35

Цели и методы исследования гуморального и клетокного противоинфекционного иммунитета 1. Диагностика инфекциониных заболеваний и осложнений. 2. Определение эффективности лечения. 3. Прогноз течения инфекционного заболевания и образования осложнений. 4. Определение эффективности вакцинации. 36