врожденный и приобретенный иммунитет

вирусов, отмирающих клеток, а также инертных частиц

лизосомы

микроб

Макрофаги фагоцитируют клетки золотистого стафилококка

мембране патогена (схема). Справа: микрофотография разрушенной микробной клетки.

растворенные в ее цитоплазме. способны узнавать другие молекулы (лиганды) и прочно с ними соединяться. Связывание лиганда с рецептором генерирует в клетке регуляторный сигнал, изменяющий ее функциональную активность
лиганд – вещество, специфически соединяющееся с рецептором

Рецепторы, участвующие в реализации реакций врожденного иммунитета распознают общие для целых групп патогенов молекулярные структуры, т.н. паттерны ( англ. Pathogen Associated Molecular Pattern, PAMP)
Сами рецепторы называют “рецепторы опознавания паттерна”, “образ-распознающие рецепторы”

клетка
иммунной системы

патоген

РАMP

Рецептор, опознающий РАМР

“Включение” механизма иммунной защиты

сигнал

Pattern,PAMP). Паттерн-распознающие рецепторы клеток врожденной иммунной системы опознают PAMP. липополисахариды (1); гликопротеины ,содержащие остатки маннозы (2); некоторые нуклеиновые кислоты (3); пептиды :флагеллин, белки жгутиков, пептидогликаны (4); липотейхоевые кислоты (5);соединения, образующиеся при гибели клеток ,т.н.сигналы тревоги (6); другие (7)

1

2

3

4

5

6

7

Haemophillus parainfluenzae,pojrphyromonus gingivalis.P.endoodontalis,Prevotella intermtdia,P.loescheii,P.denticola, P.melanogenica,P.nigrescens,P.oralis. Bacteroides odontolyticus,B.ureolyticum,Tonnerella forsythensis ,Neisseria subflava,Veillonella parvula,Actinobacillus actinomycetemcomitans,Capnocytjphaga ochracea,C.gingivalis,Trepontma denticola, T.socranskii,T.percinovorum

ЛИПОТЕЙХОЕВЫЕ КИСЛОТЫ
Компонент клеточной стенки. Метка целой группы т.н. грамположительных бактерий

Streptococcus mutans,S.sanguis,S.oralis,S.mitis,S,sanguis, S.parasanguis,S.salivarius,S.anginosus,Rothia dentocariosa,Actinomyces noeslundii,A.gerensceriae,A.odontoliticus,
Lactobacillus casei, L.salivarius,L.fermtntum., L.plantarum,Eubacterium nodatum, Peptostreptocjccus micros,P.anaerobius,Propionibacterium acnes

Чтобы включить механизмы быстрой защиты от любого микроорганизма, внезапно появляющегося на слизистой оболочке полости рта и не входящего в состав ее обычной микрофлоры, врожденной иммунной системе достаточно опознать всего лишь один из двух молекулярных паттернов

Сапрофитная микрофлора полости рта

через острую воспалительную реакцию, которая связана с активацией эндотелиальных клеток сосудов и фагоцитов в месте инвазии патогена.

Включает около 20 компонентов: С1 (комплекс из трех белков), С2, СЗ, …, С9, фактор В, фактор D и ряд регуляторных белков.
Большинство компонентов  комплемента неактивны (являются проферментами) .
Расщепленный специфическим образом первый профермент становится активным протеолитическим ферментом и активирует следующий профермент, расщепляя его и т. д. (каскад активации белков комплемента)
многие активированные компоненты прочно связываются с мембранами. Поэтому большинство событий активации комплемента происходит на поверхностях клеток
Каскад активации комплемента заканчивается образованием пор в мембране патогена, на поверхности которого произошла активация комплемента (лизисом патогена) или приводит к поглощению патогена фагоцитами.

конечной стадии активации комплемента его т.н. поздние компоненты (С5, С6, С7, С8 и С9) образуют “мембраноатакующий комплекс” . Комплекс атакует патоген и образует в его мембране поры. Это приводит к уничтожению патогена

(обозначают буквой «b» С3b , iС3b,С4b )
Эти фрагменты могут связываться с клеточными мембранами и иммунными комплексами (опсонизировать их),делая более доступными для фагоцитоза. Фагоциты связываются с опсонизированными объектами фагоцитоза через рецепторы этих фрагментов комплемента на свой мембране

Биологические функции комплемента

при расщеплении
комплемента мелкие фрагменты (обозначают буквой
«а» С3а ,С5а ).
Эти фрагменты привлекают фагоциты в очаг воспаления (хемотаксис) .вызывают выброс из тучных клеток “медиатора воспаления” гистамина. Активируют фагоциты, способствуя выделению ими других “медиаторов воспаления”,разрушающих и микроб, и окружающие ткани : ферментов, токсичных активных форм кислорода (О2•,ОН•), перекиси водорода и пр.

мембраноатакующего комплекса.

альтернативный

лектиновый

классический

“включение” защитного механизма, связанного с белками комплемента

и прочно
связывающие углеводы .
Лектины по сути являются
присутствующими в крови
(растворимыми) рецепторами РАМР.
пример: лектин, связывающий маннозу (MBL),распознает маннозу в составе липополисахаридов (РАМР грамотрацательных бактерий)
С-реактивный белок (CRP)

комплемента с молекулами антител в составе
фиксированного на поверхности патогена
комплекса антитела и антигена
(иммунный комплекс).
Превращение C1q из профермента в
активный фермент, запускающее
каскад активации остальных белков,
происходит при взаимодействии C1q
с молекулами антител

и С3b (спонтанно). Дальнейшее течение процесса идентично классическому пути.

(гистамин*, брадикинин*,С3а,С5а компоненты комплемента, цитокины, простагландины и пр.
Формируют основные проявления воспаления: повреждение ткани, сосудистые реакции, отек , боль, миграцию в очаг лейкоцитов и пр.
rubor, tumor, calor ,dolor, functio laesa

большие гранулярные лимфоциты, всегда присутствующие в крови. Путем образования пор в мембране вызывают цитолиз клеток, зараженных вирусами и опухолевых клеток

клетка опухоли

НК клетки

организма к инфекции ,вмешиваясь в процесс фагоцитоза или действуя на бактерии непосредственно на поверхности кожных и слизистых покровов
Дефенсины (катионные противомикробные пептиды) ё– группа продуцируемых нейтрофилами низкомолекулярных белков с антибактериальными свойствами
Лизоци́м (мурамидаза) — антибактериальный агент.Фермент класса гидролаз, разрушающий пептидогликаны клеточной стенки грамположительных бактерий. Антибактериальные свойства слюны обусловлены содержанием в ней больших количеств лизоцима.
Лактоферрин

антиген (одну “индивидуальную метку” чужеродного биоматериала )

Ассортимент рецепторов чрезвычайно разнообразен. Поэтому с большой долей вероятности можно утверждать, что для каждого антигена найдется лимфоцит со специфическим рецептором, который связавшись с антигеном вызовет активацию и быстрое размножение клеток (образуется клон одинаковых лимфоцитов).

антиген

лимфоцит

рецептор

***********

Многообразие рецепторов лимфоцитов обусловлено соматическими гипермутациями в генах рецепторов адаптивного иммунитета

(макрофаги и гранулоциты) через эндоцитозные паттерн-распознающие рецепторы (enPRP) и сигнальные паттерн-распознающие рецепторы (sPRP) (заимствовано из статьи Козлова И.Г.)

воспаление

“Включение” адаптивного иммунного ответа

и представление антигенов клеткам адаптивной иммунной системы (лимфоцитам)

Размножение и дифференцировка лимфоцитов, которым представлен антиген (образование клона)

клон

Синтез молекул (антител), нейтрализующих антиген, лизис мишеней, несущих антиген, для которых специфичен клон, активация макрофагов и синтез медиаторов воспаления

Долгоживущие
клетки памяти

что каждого антигена найдется лимфоцит со специфическим рецептором, который связавшись с антигеном вызовет активацию и быстрое размножение клеток.

Каждый лимфоцит несет рецептор, узнающий один антиген (“индивидуальную метку” чужеродного биоматериала )

Клетки ,реализующие
адаптивный иммунный
ответ (лимфоциты)

лимфоцит

рецептор

антиген

********************************
Многообразие рецепторов лимфоцитов обусловлено соматическими гипермутациями в генах рецепторов.

свойства врожденной системы иммунитета реализуются через острую воспалительную реакцию, которая связана с активацией сосудистого эндотелия и клеток-фагоцитов (преимущественно нейтрофилов) в месте повреждения.

стенки целой группы бактерий (грам-позитивные бактерии)

Липополисахариды (ЛПС,эндотоксин)

Липоптейхоевые
кислоты

целой группы бактерий (грам-положительные)

Липополисахариды (ЛПС)

Липотейхоевые кислоты

Fusobacterium nucleatum,F.periodonticum, Haemophillus parainfluenzae,pojrphyromonus gingivalis.P.endoodontalis,Prevotella intermtdia,P.loescheii,P.denticola, P.melanogenica,P.nigrescens,P.oralis. Bacteroides odontolyticus,B.ureolyticum,Tonnerella forsythensis ,Neisseria subflava,Veillonella parvula,Actinobacillus actinomycetemcomitans,Capnocytjphaga ochracea,C.gingivalis,Trepontma denticola, T.socranskii,T.percinovorum

Streptococcus mutans,S.sanguis,S.oralis,S.mitis,S,sanguis, S.parasanguis,S.salivarius,S.anginosus,Rothia dentocariosa,Actinomyces noeslundii,A.gerensceriae,A.odontoliticus,
Lactobacillus casei, L.salivarius,L.fermtntum., L.plantarum,Eubacterium nodatum, Peptostreptocjccus micros,P.anaerobius,Propionibacterium acnes

мембраноатакующего комплекса.

Лектиновый
Активацию системы комплемента
инициируют лектины –белки крови,
распознающие и прочно
связывающие углеводы в составе
липополисахаридов (PAMP)
грамотрицательных бактерий.
Лектины по сути являются
растворимыми
(сывороточными) рецепторами РАМР Типичный пример -
лектин, связывающий маннозу (MBL),
С-реактивный белок (CRP)

Классический
(иммунокомплексный)
Активация системы комплемента при
связывании C1q компонента
комплемента с молекулами антител в составе
фиксированного на поверхности патогена
Комплекса антитела и антигена
(иммунный комплекс).
Превращение C1q из профермента в
активный фермент, запускающее
каскад активации остальных белков,
происходит при взаимодействии C1q
с молекулами антител

Альтернативный
(самопроизвольный)

клетки (красная). (из книги "Человек", М., Махаон, 2007 г. )
www.docrafts.co.uk.moi…

очаг воспаления по градиенту концентраций (хемотаксис) C3a и С5а (хемокины)

Медиаторы воспаления,
увеличивающие проницаемость
сосудов, местный кровоток, вызывающие спазм гладкой мускулатуры

С3а

С5а

кровоток

ткань

Фагоциты

Эндотелий сосудов

к единому конечному этапу - сборке мембраноатакующего комплекса.

лектиновый классический
Активация системы комплемента
при связывании маннозы в
составе микробной стенки
с циркулирующим в крови
“лектином ,связывающим
маннозу ” (MBL) .
MBL ,активатор системы
комплемента, является
растворимым рецептором РАМР,
альтернативный

Активация системы комплемента при связывании C1q компонента комплемента с патогеном, фиксировавшим на своей поверхности комплекс антигена и антитела. Превращение C1q из профермента в активный фермент, запускающее каскад активации остальных белков, происходит при взаимодействии C1q с молекулами антител

неактивном состоянии. активация белков комплемента одного за другим заканчивается образованием пор в мембране патогена (лизисом патогена) или приводит к поглощению патогена фагоцитами

Комплемент — система циркулирующих в крови и тканевой жидкости белков. Включает около 20 компонентов: С1 (комплекс из трех белков), С2, СЗ, …, С9, фактор В, фактор D и ряд регуляторных белков.
Большинство компонентов  комплемента неактивны (являются проферментами) . Профермент, расщепленный специфическим для него образом ,становится активным протеолитическим ферментом и расщепляет следующий профермент, и т. д. Поскольку многие из активированных компонентов прочно связываются с мембранами, большинство этих событий происходит на поверхностях клеток.
цитотоксическая (литическая ) функция комплемента. В конечной стадии активации комплемента его поздние компоненты (С5, С6, С7, С8 и С9) образуют т “мембраноатакующий комплекс” . Комплекс атакует бактериальную (или какую-либо другую клетку) и образует в ее мембране поры. Это приводит к гибели клетки.
опсонизирующая (облегчающая фагоцитоз) функция комплемента. промежуточные продукты активации комплемента (C3b, C4b, iC3b) являются опсонинами (молекулами, покрывающими бактерии и способствующими их связыванию с фагоцитами и последующему фагоцитозу).Механизм опсонизирующего эффекта заключается в следующем: pецептор С3b на поверхности фагоцита распознает опсонизировавший бактерии С3b. Связь фагоцита с бактериями становится более тесной. Фагоцит поглощает и переваривает патоген.
продукты расщепления комплемента - сильнейшие медиаторы воспаления. С3а и С5а фрагменты способствуют высвобождению из тучных клеток другого медиатора воспаления –гистамина. Привлекают фагоциты в очаг воспаления , создавая градиент концентраций, по которому фагоциты мигрируют в очаг воспаления, где их концентрация максимальна (хемотаксис).Вызывают аггрегацию и дегрануляцию нейтрофилов и активацию макрофагов, способствуя таким образом накоплению в очаге воспаления активных ферментов, токсичных свободные радикалы кислорода (О2•,ОН•), перекиси водорода, провоспалительных цитокинов

(лиганды), и прочно к ним прилипать
высоко консервативные структурные молекулы, имеющиеся у больших таксономических групп микроорганиз-
мов.прилипать

неактивном состоянии. активация белков комплемента одного за другим заканчивается образованием пор в мембране патогена (лизисом патогена) или приводит к поглощению патогена фагоцитами

Комплемент — система циркулирующих в крови и тканевой жидкости белков. Включает около 20 компонентов: С1 (комплекс из трех белков), С2, СЗ, …, С9, фактор В, фактор D и ряд регуляторных белков.
Большинство компонентов  комплемента неактивны (являются проферментами) . Профермент, расщепленный специфическим для него образом ,становится активным протеолитическим ферментом и расщепляет следующий профермент, и т. д. Поскольку многие из активированных компонентов прочно связываются с мембранами, большинство этих событий происходит на поверхностях клеток.
цитотоксическая (литическая ) функция комплемента. В конечной стадии активации комплемента его.поздние компоненты (С5, С6, С7, С8 и С9) образуют т.н. “мембраноатакующий комплекс” . Комплекс атакует патоген ( и образует в клеточной мембране поры. Это приводит к гибели бактерии и покрытых оболочкой вирусов.
опсонизирующая функция комплемента. промежуточные продукты активации комплемента (C3b, C4b, iC3b) являются опсонинами (молекулами, покрывающими бактерии и способствующими их связыванию с фагоцитами и последующему фагоцитозу).Механизм опсонизирующего эффекта заключается в следующем: pецептор С3b на поверхности фагоцита распознает опсонизировавший бактерии С3b. Связь фагоцита с бактериями становится более тесной. Фагоцит поглощает и переваривает патоген.
Комплемент и воспалительная реакции на попадание в ткань патогена . Продукты расщепления С3 и С5 компонентов (С3а,С5а) способствуют высвобождению гистамина из тучных клеток в месте инвазии патогена гистамин вызывает сокращение эндотелия капилляров и появлению между эндотелиальными клетками “щелей”,что усиливает проницаемость сосудов. В очаг воспаления поступает плазма крови и растворенные в ней белки (развивается отек).Фрагмент С5а привлекает фагоциты в очаг воспаления (является для них хемоаттрактантом). Фагоциты мигрируют по градиенту концентраций С5а туда, где его концентрация максимальна (хемотаксис),то есть в очаг воспаления С5а содействуют агрегации и дегрануляции нейтрофилов, образованию в очаге воспаления токсичных свободных радикалов кислорода (О2• , ОН•), перекиси водорода.

+ опсонин + эритроцит

патоген

фагоцитоз

опсонин

Выведение патогена из крови в составе иммунных комплексов и его элиминация макрофагами селезенки.

селезенка

кровь

рождения иммунная система человека потенциально способна к узнаванию любого антигена и может дифференцировать антигены, различающиеся одним или несколькими аминокислотными остатками”.