Антитела. Клеточный и гуморальный иммунитет (лекция 3)

Август 10, 2022

Главная
Медицина
Антитела. Клеточный и гуморальный иммунитет (лекция 3)

Содержание

2. Антитела Антитела (АТ) - это γ-глобулины (Ig) (растворимые белки), которые присутствуют в сыворотке крови и других
3. Свойства АТ: Аффинность – сила специфического взаимодействия АТ с АГ. Зависит от комплементарности (степени сродства) антигенсвязывающего
4. Выделяют АТ: 1. а)Циркулирующие: сывороточные и секреторные (sIgA) б) Рецепторные (мономеры IgM, IgD) 2. а) специфические
5. Моноклональные АТ (АТ, полученные от одного клона лимфоцитов) В ответ на поступление АГ в организме активи-руется
6. Получение моноклональных антител
7. Антиглобулиновые антитела Ig, как белки, обладают антигенными свойствами и при попадании в чужеродный организм индуцируют выработку
8. Структура иммуноглобулинов Является белком с определенной биохимической структурой. Состоит из 2 пар: легких (L) и тяжелых
9. Легкие цепи бывают 2 типов: каппа (κ) и лямбда (λ). Тяжелые 5 типов: альфа (α), гамма
10. Структура иммуноглобулинов
11. Классы и типы иммуноглобулинов Выделяют 5 классов Ig: Иммуноглобулин класса G. 70-80% всех сывороточных Ig. Период
12. Иммуноглобулин класса М. 5-10% всех сывороточных белков. Период полураспада 5 дней. Пентамер, имеет 10 антигенсвязывающих центров.
13. Иммуноглобулин класса А. 1) Сывороточный Ig A. 10-15% всех сывороточных белков. Период полураспада 6 дней. Мономер,
14. Иммуноглобулин класса Е. 0, 002% всех сывороточных иммуноглобулинов. Мономер. Не связывает комплемент. Fc фрагмент связывается с
15. Рецепторы антигенреактивных лейкоцитов В-клеточный рецептор (BCR) представлен иммуно-глобулинами чаще классов М и D (мономеры) (строение –
16. Рецептор В-лимфоцита (BCR)
17. Т-клеточный рецептор (TCR) Состоит из двух полипептидные цепей (αβ или γδ), состоящих из вариабельных (V) и
18. Рецепторы Т-лимфоцитов (TCR)
19. Fc-рецепторы (FcR) FcR- трансмембранная белковая молекула, специализированная к определенному изотипу тяжелой цепи молекулы АТ. Бывают высокоаффинные
20. Антителозависимые механизмы защиты Прямые эффекты: Нейтрализация. АТ связывается с активным центром биологически активной молекулы и тем
21. В большинстве случаев связывание АТ с АГ не приводит к разрушению АГ. Чаще АТ, связываясь с
22. Связывание с иммунным комплексом индуцирует у них выброс биологически активных веществ, разрушающих клетку: перекисные и NО-радикалы,
23. Генетический контроль иммунного ответа. В организме здорового человека в течение жизни образуется несколько миллионов вариантов антител
24. В отличие от генов других белков, гены Ig имеют фрагментарную структуру и разбросаны в хромосомах во
25. Гены Ig фрагментированы и образуют три группы, которые располагаются в трех различных хромосомах и наследуются независимо.
26. Тяжелая цепь (Н) кодируется генами из 4 участков: 1) V (вариабельный) имеет около 50 сегментов 2)
27. Гены легких цепей образованы сочетанием сегментов из 3 своих областей: V, J (вариабельный домен) и С.
28. Гены тяжелой цепи (Н)
29. Переключение классов иммуноглобулинов Структурные гены константных частей Ig расположены в тех же хромосомах, что и VDJ
30. Переключение классов иммуноглобулинов
31. Гуморальный иммунитет. Основа – активация В-лимфоцитов и их дифференцировка в антителопродуцирующие плазматические клетки. АГ поступивший в
32. Также между двумя клетками образуются связи молекул CD28 – CD80/86 и др. Получив необходимую цитокиновую стимуляцию
33. Также между двумя клетками образуются связи молекул CD28 – CD80/86, CD40-CD40L и др. После этого, получив
34. Активация гуморального звена иммунитета.
35. Клеточный иммунитет. Основа – активация ЦТЛ, а также макрофагов и NК-клеток. При поступлении АГ в организм
36. Также эпитоп поглощенного АПК антигена выставляется на ее поверхности в комплексе с МНС I класса. ЦТЛ
38. Скачать презентацию

Слайд 2

Антитела
Антитела (АТ) - это γ-глобулины (Ig) (растворимые белки), которые присутствуют в

сыворотке крови и других биологических жидкостях, способные специфически связываться с антигеном и участвовать во многих иммунологических реакциях. Они синтезируются В-лимфоцитами и их потомками - плазматическими клетками. Составляют 15-25% белкового содержания сыворотки крови.

Слайд 3

Свойства АТ:
Аффинность – сила специфического взаимодействия АТ с АГ. Зависит

от комплементарности (степени сродства) антигенсвязывающего центра (паратопа) и эпитопа.
Авидность – прочность связывания АТ и АГ. Зависит от аффинности АТ и от количества паратопов.

Слайд 4

Выделяют АТ:
1. а)Циркулирующие: сывороточные и секреторные (sIgA)
б) Рецепторные (мономеры IgM,

IgD)
2. а) специфические
б) нормальные - базальный уровень АТ, против АГ групп крови, против бактерий кишечной группы и др. Функции: первая линия обороны против инфекций, удаление из организма отживших клеток (врожденный иммунитет, В1-лимфоциты).
3. а) полные – имеют два или более паратота
б) неполные – имеют только один функционирующий паратоп

Слайд 5

Моноклональные АТ
(АТ, полученные от одного клона лимфоцитов)
В ответ на

поступление АГ в организме активи-руется несколько В-лимфоцитов, продуцирующих АТ с разной степенью сродства к эпитопу АГ (поликлональные АТ). Кроме этого один АГ может иметь множество эпитопов. Поэтому моноклональные АТ получают искусственно. Животным вводят АГ, затем выделяют антитело-продуцирующую клетку, сливают ее с опухолевой и получают гибридомы. Они продуцируют АТ строго определенной специфичности и при этом «бессмертны».

Слайд 6

Получение моноклональных антител

Слайд 7

Антиглобулиновые антитела
Ig, как белки, обладают антигенными свойствами и при попадании в

чужеродный организм индуцируют выработку против себя АТ.
При некоторых условиях в организме могут образовываться антитела к собственным Ig. Так при ревматоидном артрите в крови появляются антитела класса М к собственным Ig G (ревматоидный фактор).

Слайд 8

Структура иммуноглобулинов
Является белком с определенной биохимической структурой. Состоит из 2

пар: легких (L) и тяжелых (H) цепей. Цепи L и H связаны между собой дисульфидными связями, между тяжелыми цепями также есть дисульфидная связь (шарнирный участок). Вторичная структура полипептидных цепей имеет доменное строение (глобулы). В каждой тяжелой цепи выделяют 4-5 доменов, в легкой – 2. Домены с постоянным аминокислотным составом – константные (С), с переменной структурой – вариабельные (V) с гипервариабельной областью. Вариабельные домены легкой и тяжелой цепи образуют антигенсвязывающий центр – паратоп.

Слайд 9

Легкие цепи бывают 2 типов: каппа (κ) и лямбда (λ). Тяжелые

5 типов: альфа (α), гамма (γ), мю (μ), эпсилон (ε), дельта (δ). Тип тяжелой цепи определяет класс Ig.
Дополнительные полипептидные цепи в структуре : J – пептид (соединяет мономеры), S – пептид (предохраняет секреторный Ig от ферментативного расщепления) и М–пептид (удерживает рецепторный Ig в мембране В-лимфоцита).
При обработке молекулы Ig ферментом папаином она расщепляется на 2 Fab фрагмента ( связываются с антигеном) и 1 Fc фрагмент (связывается с рецепторами на мембране клеток макроорганизма).

Слайд 10

Структура иммуноглобулинов

Слайд 11

Классы и типы иммуноглобулинов
Выделяют 5 классов Ig:
Иммуноглобулин класса G.
70-80% всех

сывороточных Ig. Период полураспада 21 день. Мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра, подтипы G1, G2, G3, G4. Связывает комплемент, единственный проходит через плацентарный барьер, может выделяться в молоко. Определяется в сыворотке на пике первичного и при вторичном иммунном ответе. После взаимодействия IgG с АГ его Fc фрагмент может связываться с макрофагами, нейтрофилами и NК-клетками.

Слайд 12

Иммуноглобулин класса М.
5-10% всех сывороточных белков. Период полураспада 5 дней.

Пентамер, имеет 10 антигенсвязывающих центров. Синтезируется первым при превичном контакте с АГ (первичный иммунный ответ). Обладает высокой авидностью, активирует комплемент по классическому пути. Может выделятся в секрет слизистых, в молоко.
Мономеры имеются на
поверхности В-лимфоцита
в виде рецептора.

Слайд 13

Иммуноглобулин класса А.
1) Сывороточный Ig A. 10-15% всех сывороточных белков.

Период полураспада 6 дней. Мономер, имеет 2 паратопа. Определяется в сыворотке на пике первичного и при вторичном иммунном ответе. Не связывает комплемент.
2) Секреторный Ig A (SIgA). Ди- или тример. Его пул считается самым многочислен-
ным в организме. Имеет S пептид,
который присоединяется к моле-
куле при прохождении ее через
эпителиальную клетку и защища-
ет ее от ферментов. Обеспечивает
местный иммунитет на слизистых.

Слайд 14

Иммуноглобулин класса Е. 0, 002% всех сывороточных иммуноглобулинов. Мономер. Не связывает

комплемент. Fc фрагмент связывается с тучными клетками и базофилами. Участвует в противопаразитарном иммунном ответе и аллергических реакциях. Называют реагином.
Иммуноглобулин класса D. Мономер. Может быть рецептором В-лимфоцитов.

Слайд 15

Рецепторы антигенреактивных лейкоцитов
В-клеточный рецептор (BCR) представлен иммуно-глобулинами чаще классов М и

D (мономеры) (строение – см. структура Ig). Кроме молекулы иммуноглобулина в формировании BCR участвуют еще два обязательных полипептида Ig α и Ig β. Они необходимы для проведения сигнала внутрь клетки и связаны с внутриклеточными тирозинкиназами. Для того, чтобы произошла эффективная активация В-клетки, необходима перекрестная сшивка антигеном нескольких BCR. Для этого молекула антигена должна иметь повторяющиеся эпитопы на своей поверхности. Один лимфоцит содержит 200-500 тыс. однородных рецепторов, обладающих специфичностью к одному антигену.

Слайд 16

Рецептор В-лимфоцита (BCR)

Слайд 17

Т-клеточный рецептор (TCR)
Состоит из двух полипептидные цепей (αβ или γδ), состоящих

из вариабельных (V) и константных (С) доменов, участки которых проходят через мембрану и погружены в цитоплазму. Они связаны с комплексом белков – CD3, который передает сигнал от рецептора в клетку, запуская процесс активации. Вариабельные домены образуют антигенсвязывающий центр.
TCR совместно с корецепторами CD4 или CD8 распознает антиген в комплексе МНС I или II класса. Происходит двойное распознавание: «своего» (МНС) и «чужого» (АГ). TCR одного Т-лимфоцита распознают только один АГ.
TCR представлены двумя вариантами: αβ (более 90 % Т-лимфоцитов крови) и γδ (много в коже, кишечнике, репродуктивных органах – неспецифический иммунитет).

Слайд 18

Рецепторы Т-лимфоцитов (TCR)

Слайд 19

Fc-рецепторы (FcR)
FcR- трансмембранная белковая молекула, специализированная к определенному изотипу тяжелой цепи

молекулы АТ. Бывают высокоаффинные (на базофилах и тучных клетках) – связываются с интактной молекулой АТ, низкоаффинные – связываются с молекулой АТ в составе иммунного комплекса.
В свободном виде только IgЕ способны связываться с тучными клетками и базофилами. Ig других классов фиксируются на FcR после связывания антитела с антигеном, то есть фиксируется не свободное антитело, а комплекс АГ-АТ через Fc-конец молекулы иммуноглобулина.

Слайд 20

Антителозависимые механизмы защиты
Прямые эффекты:
Нейтрализация.
АТ связывается с активным центром биологически активной

молекулы и тем самым блокирует ее действие. Например: активный центр токсина, рецепторы вируса.
2) Энзиматическое действие.
Ig способны расщеплять молекулы некоторых АГ.
Например: деструкция отдельных пептидов или ДНК.

Слайд 21

В большинстве случаев связывание АТ с АГ не приводит к разрушению

АГ. Чаще АТ, связываясь с АГ, маркируют его как мишень для факторов неспецифического иммунитета.
Непрямые эффекты:
1) Активация комплемента по классическому пути с образованием МАК и лизисом клетки.
2) Запуск антителозависимой клеточной цитотоксичности (АЗКЦТ). Осуществляют активированные макрофаги, NК-клетки, эозино-филы. Они имеют FcR, связывающийся с Fc-фрагментом антител, которые предварительно связались с антигеном.

Слайд 22

Связывание с иммунным комплексом индуцирует у них выброс биологически активных веществ,

разрушающих клетку: перекисные и NО-радикалы, ферменты у макрофагов; перфорины, гранзимы, гранулизин у NК-клеток; ферменты, белковые токсины у эозинофилов при противогельминтном иммунитете.
3) Иммунный фагоцитоз.
Фагоциты также имеют FcR и способны поглощать АГ в составе иммунного комплекса.
4) Развитие гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ) (IgЕ).

Слайд 23

Генетический контроль иммунного ответа.
В организме здорового человека в течение жизни образуется

несколько миллионов вариантов антител (отличающихся прежде всего паратопами), которые способны связаться с практически любым АГ, как природным, так и с искусственно полученным. Геном человека физически не может вместить столько отдельных структурных генов. Количество генов, предназначенное для программирования синтеза АТ, всего 120 (зародышевые гены). Эта проблема объясняется теорией С. Тонегавы.

Слайд 24

В отличие от генов других белков, гены Ig имеют фрагментарную структуру

и разбросаны в хромосомах во многих экземплярах. Фрагменты собираются вместе (комбинируются) в единый функционирующий ген случайным образом, и число возможных комбинаций исчисляется миллионами.
В каждом отдельном В-лимфоците при созревании осуществляется своя уникальная рекомбинация ДНК. Попавший в организм АГ избирательно активирует определенный специфичный к нему лимфоцит, который начинает размножаться и синтезировать АТ.

Слайд 25

Гены Ig фрагментированы и образуют три группы, которые располагаются в трех

различных хромосомах и наследуются независимо. 1 группа генов содержит информацию о первичной аминокислотной последовательности легкой цепи каппа (к), вторая – лямбда (λ), третья – всех типов тяжелых цепей: альфа (α), гамма (γ), мю (μ), эпсилон (ε), дельта (δ).
Легкая и тяжелая цепи Ig, состоят из константного домена– С (относительно неизменного во всех АТ) и вариабельного – V.

Слайд 26

Тяжелая цепь (Н) кодируется генами из 4 участков:
1) V (вариабельный)

имеет около 50 сегментов
2) D (вносящий разнообразие) ≈ 20 сегментов
3) J (соединяющий) ≈ 6 сегментов
4) С (константный) 9 сегментов, определяющих класс и подкласс.
В результате, для образования вариабельного домена Ig в структурный ген соединяются по одному сегменту из V, D, J областей. Вся остальная ДНК этих областей вырезается и выбрасывается из генома. Поэтому дифференцировка В-лимфоцита и приобретение им специфичности необратима на уровне ДНК. Рекомбинацию катализируют ферменты рекомбиназы.

Слайд 27

Гены легких цепей образованы сочетанием сегментов из 3 своих областей: V,

J (вариабельный домен) и С.
Так как паратоп образован сочетанием легкой и тяжелой цепей, это еще больше увеличивает многообразие вариантов.
Кроме этого есть еще два молекулярных процесса: 1) Запланированная неточность связи сегментов VDJ 2) Гипермутагенез в V-генах – повышенное количество спонтанных мутаций. Происходит уже после активации во время пролиферации В-лимфоцитов и приводит к селекции в направлении повышения специфичности рецепторов и АТ.

Слайд 28

Гены тяжелой цепи (Н)

Слайд 29

Переключение классов иммуноглобулинов
Структурные гены константных частей Ig расположены в тех же

хромосомах, что и VDJ гены и обозначаются - С. Для каждого изотипа (класса) Ig есть свой С-ген (Сα, Сγ, Сε, Сδ, Сμ ). Завершившие лимфопоэз В-лимфоциты экспрессируют иммуноглобулины только М и D. Переключение на синтез иммуноглобулинов других изотипов происходит уже в процессе развития иммунного ответа, то есть после распознавания антигена. Это переключение идет тоже по механизму рекомбинации ДНК. ДНК неиспользуемых С-генов вырезаются в виде кольцевых структур. С этого момента В-лимфоцит строго специфичен, он становится плазматической клеткой и продуцирует большое количество определенных АТ.

Слайд 30

Переключение классов иммуноглобулинов

Слайд 31

Гуморальный иммунитет.
Основа – активация В-лимфоцитов и их дифференцировка в антителопродуцирующие плазматические

клетки.
АГ поступивший в организм захватывается АПК, происходит его процессинг (неполное перевари-вание до низкомолекулярных пептидов) и эпитоп АГ выставляется на поверхности АПК в комплексе с МНС II класса. Этот АГ в комплексе с МНС II класса распознает наивный Т-хелпер с помощью своего рецептора TCR и корецептора CD4. С данным АГ из всего пула лимфоцитов связывается именно тот Т-хелпер, рецептор которого оказался компле-ментарен данному АГ.

Слайд 32

Также между двумя клетками образуются связи молекул CD28 – CD80/86 и

др. Получив необходимую цитокиновую стимуляцию от АПК и стимуляцию интерлейкином-2, наивный Т-хелпер активируется, начинает пролиферировать и дифференцируется в иммунный Т-хелпер 2 типа (Th2).
В то же время наивный В-лимфоцит, рецептор (BCR) которого оказался комплементарен данному виду АГ, также связывается с АГ, осуществляет эндоцитоз, затем процессинг и выставляет эпитоп АГ на своей поверхности в комплексе с МНС II класса. В таком виде его распознает при помощи своего TCR и CD4 иммунный Т-хелпер 2 типа.

Слайд 33

Также между двумя клетками образуются связи молекул CD28 – CD80/86, CD40-CD40L

и др. После этого, получив интерлейкиновый стимул от Т-хелпера, наивный В-лимфоцит активируется, начинает пролиферировать, дифференцируется в иммунный и начинает продуцировать АТ специфичные данному АГ (какой специфичности рецептор – такие и АТ). Первыми всегда синтезируются IgM, а затем происходит переключение на другие классы и подклассы. Конечная стадия дифференцировки – плазмоциты.
В то же время часть клонов В-лимфоцита дифференцируются в долгоживущие клетки памяти.

Слайд 34

Активация гуморального звена иммунитета.

Слайд 35

Клеточный иммунитет.
Основа – активация ЦТЛ, а также макрофагов и NК-клеток.
При поступлении

АГ в организм он захватывается АПК, происходит его процессинг и эпитоп АГ выставляется на поверхности АПК в комплексе с МНС II класса. Этот АГ в комплексе с МНС II класса распознает наивный Т-хелпер с помощью своего рецептора TCR и корецептора CD4. Также между двумя клетками образуются связи молекул CD28 – CD80/86 и др. Получив необходимую цитокиновую стимуляцию от АПК и аутокринную стимуляцию интерлейкином-2, наивный Т-хелпер активируется, начинает пролиферировать и дифференцируется в иммунный Т-хелпер 1 типа (Th1).

Слайд 36

Также эпитоп поглощенного АПК антигена выставляется на ее поверхности в комплексе

с МНС I класса. ЦТЛ при помощи своего рецептора ТCR и корецептора CD8 распознает этот АГ в МНС I класса (эта связь стабилизируется CD28-CD80/86) и, получив стимуляцию гамма-интерфероном (IFN-γ) от Т-хелпера 1 типа и IL-2 , активируется, пролиферирует и дифференцируется в иммунный ЦТЛ.
Иммунные ЦТЛ начинают при помощи своего рецептора TCR и CD8 искать клетки-мишени, которые на своей поверхности в составе МНС I класса имеют данный чужеродный АГ. Обнаружив такую клетку, они уничтожают ее, выделяя перфорины, гранзимы, гранулизин или через образование связи Fas-рецептор – Fas-лиганд (Fas- L), запускающей апоптоз.

Антитела. Клеточный и гуморальный иммунитет (лекция 3)

Содержание

АнтителаАнтитела (АТ) - это γ-глобулины (Ig) (растворимые белки), которые присутствуют в

Свойства АТ: Аффинность – сила специфического взаимодействия АТ с АГ. Зависит

Выделяют АТ:1. а)Циркулирующие: сывороточные и секреторные (sIgA) б) Рецепторные (мономеры IgM,

Моноклональные АТ (АТ, полученные от одного клона лимфоцитов)В ответ на