Паттерн распознающие клетки врожденного иммунитета

Паттерн распознающие клетки врожденного иммунитета


Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава РФ



МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
«ИММУНОЛОГИЯ»

Модуль II «Клиническая иммунология»

Оренбург, 2015

1



Практическое занятие № 1.


Тема: Механизмы врожденного иммунитета. Цитокины.

Цель: Изучить основные факторы врожденного иммунитета и регуляторные механизмы неспецифической защиты организма от патогенов и продуктов повреждения собственных клеток Задачи:

  1. Изучить роль факторов врожденного иммунитета человека в защите от патогенов и продуктов повреждения собственных тканей.
  2. Выяснить основные механизмы формирования и реализации клеточных и гуморальных механизмов врожденного иммунитета.

Вопросы для рассмотрения:

  1. Клеточные эффекторы врожденного иммунитета (нейтрофилы, макрофаги, дендритные клетки, естественные киллеры, эозинофилы, базофилы, тучные клетки).
  2. Гуморальные эффекторы врожденного иммунитета (система комплемента, реактанты острой фазы, белки теплового шока, цитокины). Альтернативный и классический пути активации комплемента.
  3. Бактерицидные продукты нейтрофилов и макрофагов (кислородзависимые, кислороднезависимые).
  4. Патогенаассоциированные молекулярные паттерны (образы патогенности, РАМР); свойства, структура, виды, роль во врожденном иммунитете.
  5. Рецепторы врожденного иммунитета. Распознавание (опосредованное, прямое) патогенов клетками врожденного иммунитета (растворимые рецепторы, мембранные рецепторы, цитоплазматические рецепторы).
  6. Строение Toll-подобных рецепторов, лиганды, экспрессия клетками иммунной системы. NOD-рецепторы (сайты связывания, функция).
  7. Пути передачи и последствия передачи сигналов с рецепторов врожденного иммунитета.
  8. Цитокины: классификация, свойства (избыточность, каскадность, плейотропность, синергизм, антагонизм). Система цитокинов (клетки-продуценты, клетки-мишени с рецепторами для цитокинов, растворимые цитокины, растворимые рецепторы, антагонисты рецепторов, антагонисты цитокинов).
  9. Типы цитокиновой регуляции клеток-мишеней (аутокринный, паракринный, эндокринный механизмы).
  10. Методы оценки системы цитокинов.

Основные понятия темы:

Назначение врожденного (естественного) иммунитета:

  1. первичное распознавание клетками миеломоноцитарного ряда существенных сходных структурных компонентов различных патогенов — РАМР (pathogen-associated molecular patterns ), отсутствующих у человека и эндогенных измененных молекул (DAMP)
  2. уничтожение и удаление из организма патогенов и измененных эндогенных молекул (DAMP)

Механизмы распознавания «своего» и «чужого» на начальных этапах врожденного иммунитета включают клетки, распознающие патогены и их компоненты. Этими клетками являются клетки миеломоноцитарного ряда, распознаваемые ими структуры — сходные консервативные структурные компоненты (или образцы -«паттерны») у патогенов — РАМР. Распознавание РАМР осуществляется с помощью

2

Работа 1

Цель: Изучить особенности клеток, реализующих механизмы врожденного иммунитета. Задача: Заполнить правую часть предлагаемой таблицы.

паттернраспознающих рецепторов (PRR) молекулярных структур распознавания различных типов микроорганизмов. Примерами РАМР-ов являются ЛПС, пептидогликаны, белок флагеллин и др.

Среди паттернраспознающих рецепторов выделяют три основные группы: растворимые (белки системы комплемента и др ), мембранные ( Toll -рецепторы, CD-14 и др..) и внутриклеточные( NOD-, RIG-like-рецепторы).

Клеточными эффекторами врожденного иммунитета являются:

фагоцитирующие клетки (нейтрофилы, моноциты, макрофаги); клетки, выделяющие медиаторы воспаления (базофилы, тучные клетки, эозинофилы); натуральные киллеры (NK-клетки). Типы рецепторов NK-клеток: ингибирующие; рецепторы, реагирующие с молекулами МНС- I: KIR-рецепторы; лектиноподобные; иммуноглобулиноподобные

лейкоцитарные транскрипты ( ILT-2); рецепторы, активирующие семейство

иммуноглобулин- и лектинподобных рецепторов.

К гуморальным факторам врожденного иммунитета относят: белки

комплемента, белки острой фазы, цитокины. К эффекторным молекулам врожденного иммунитета относят атимикробные пептиды: дефенсины беспозвоночных, Р-дефенсины, а-дефенсины, 0-дефенсины, кателицидины (LL-37, протегрины, профенины); белки: лизоцим, фосфолипаза А2, сериновые протеиназы (эластаза, катепсин G), бактерицидный проницаемость увеличивающий белок, лактоферрин, пероксидазы (миелопероксидаза, эозинофильная пероксидаза, лактопероксидаза); активные формы кислорода и азота: 02-, Н202, ОН, ОС1-, N0.

В регуляции механизмов иммунитета активное участие принимают цитокины — медиаторы межклеточного взаимодействия. Цитокины — физиологически активные полипептиды с молекулярной массой 15-60 кД. Цитокины продуцируются активированными клетками иммунной системы (лимфоциты, моноциты) и активированными клетками других типов (эпителиоциты, клетки эндотелия и др.). С их помощью осуществляется аутокринная и паракринная регуляция механизмов врожденного иммунитета. Аутокринная регуляция осуществляется за счет короткодистантного действия медиаторов (цитокинов) на сами клетки-продуценты. При паракринной регуляции действие цитокинов направлено на другие клетки-мишени (длиннодистантные сигнальные механизмы). Наличие специфических рецепторов на поверхности клеток-мишеней является необходимым условием для реализации эффектов цитокинов. Характерная особенность цитокинов — способность действовать каскадно, системно: если одна клетка начинает выработку цитокинов, тем самым она индуцирует продукцию цитокинов в других клетках. Каждый тип иммунокомпетентных клеток способен вырабатывать несколько цитокинов, с другой стороны, каждый вид цитокинов может продуцироваться разными типами клеток. Важным свойством цитокинов является их полифункциональность с перекрытием разных эффектов. В процессе взаимодействия цитокинов проявляется как синергизм, так и антагонизм в зависимости от конкретной ситуации, в частности, это может привести к доминированию клеточной либо гуморальной формы защитных реакций.

САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Название

Характеристика
Макрофаги
Моноциты
Нейтрофилы

3


Измерьте диаметр зоны лизиса микрококка на чашке для определения лизоцима. Используя данные таблицы, пересчитайте количество лизоцима.

Работа 2

Цель: Ознакомиться с методами определения гуморальных показателей

естественной резистентности: лизоцима и бактерицидной активности сыворотки.

Задача. Обследуемый А, 18 лет, с 7 лет находящийся на диспансерном учете в
группе ЧБД («часто болеющие дети»), был направлен в клинико-иммунологическую
лабораторию для оценки состояния факторов естественной резистентности (обследование
проведено в весеннее время). Определите уровень лизоцима и бактерицидной активности
сыворотки (БАС). Сравните полученные данные с нормативными значениями, оцените
результат и сделайте заключение о состоянии естественной резистентности обследуемого
А.

Методика:

Определение количества лизоцима в сыворотке методом диффузии в агаре.

Микробную взвесь тест-культуры ацетонированного микрококка (M.lysodeicticus) вносят
в расплавленный и охлажденный до 45°С агар. На 60 мл агара берут 40 мл (сухой вес)
бактерий, суспензированных в 4 мл солевого раствора. Агар разливают в чашки Петри и
после застывания делают в агаре лунки, в которые вносят исследуемую сыворотку крови.
В контрольные лунки вносят стандартный лизоцим куриного белка в концентрации от 0,5
до 8 мкг/мл. Чашки инкубируют в течение суток при 37°С.

Учет результатов проводят путем замера зон лизиса микрококка вокруг лунок с
внесенными образцами проб сывороток. Количество лизоцима расчитывают по
специальной таблице, построенной на основании литического действия различных
концентраций стандартного лизоцима в отношении тест-культур микрококка.

Эозинофилы
Естественные

киллеры

Дендритные

клетки

Базофилы
Тучные клетки


Лизоцим

Диаметр зоны лизиса микрококка (см) Содержание лизоцима (мкг/мл)
0,4 4,9
0,5 5,0
0,6 5,4
0,7 5,9
0,8 6,5
0,9 7,2
1,0 7,9

2. Определение бактерицидной активности сыворотки (БАС)


Исследование основано на классическом методе Бюхнера, позволяющем судить о
бактерицидной активности сыворотки по количеству колоний тест-культуры, выросшей
при высеве до и после инкубации с исследуемой сывороткой. К исследуемой сыворотке в
объеме 1 мл добавляют 0,1 мл 1 млрд взвеси суточной культуры кишечной палочки. Затем
делают два посева на чашки Петри с питательной средой. Один посев — сразу же после
смешивания культуры с сывороткой (контроль), а второй — после инкубации 30 мин при
37°С (опыт). Посевы инкубируют сутки в термостате и затем подсчитывают число
выросших колоний в опытной и контрольной чашках.

4


1983.

Вывод: (ответить на вопросы: 1. По каким показателям выявлены изменения в состоянии естественной резистентности? 2. Сделайте заключение о состоянии естественной резистентности у обследуемого? Что может быть причиной этих изменений

Работа 3

Цель: Определить роль паттерниндуцированных феноменов в защитных реакциях организма.

Задача: заполнить правую часть предлагаемой таблицы.



* Нормативные значения даны из методических рекомендаций «Региональные нормы показателей естественного иммунитета населения Южного Урала». Оренбург,

ПРОТОКОЛ:

По формуле определяют БАС:

100%,

А

где А1 — число колоний в опытной чашке,

А — число колоний в контрольной чашке (рис.3.7.).

Подсчитайте количество колоний кишечной палочки в опытной и контрольной чашках для определения БАС, по формуле определите уровень БАС в процентах. Все данные внесите в протокол, сравните с нормативными значениями.

ФИО

БАС Лизоцим
Количество колоний в контрольной чашке Количество колоний в опытной чашке БАС (%) Диаметр

зоны

лизиса

микрококка

(см)

Количество лизоцима (мкг/ мл)
Нормативные значения* (пол- мужской, возраст — 18 лет, сезон обследования — весна) 80,6 6,8
Обследуемый А.


Феномен

Роль в защитных реакциях организма человека
Индукция синтеза прововоспалительных цитокинов
Индукция синтеза интерферонов I типа
Индукция синтеза хемокинов
Активация NO-синтазы
Синтез свободных форм кислорода
Индукция дифференцировки дендритных клеток
Активация комплемента



ПИСЬМЕННОЕ ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ Задание 1. Разобрать механизмы системного действия IL
-1. Заполнить графу (биологическое действие) в предлагаемой таблице.

5


КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ВО ВНЕУЧЕБНОЕ ВРЕМЯ

Органы и ткани Клетки-мишени Биологическое действие
Эндокринная

система

Клетки коры надпочечников
Клетки щитовидной железы
Иммунная

система

Нейтрофильные

гранулоциты

Базовые и тучные клетки
Дендритные клетки
Моноциты/Макрофаги
Т-лимфоциты
В-лимфоциты
NK-клетки
Система

кроветворения

Костномозговые

предшественники

гемопоэза

Периферическая

кровь

Лейкоциты


1 .Клетки, распознающие патогены врожденным иммунитетом

Клетки миеломоноцитарного ряда
2.Структуры, распознаваемые механизмами врожденного иммунитета Паттерны или пампы (РАМР)
3. Примеры паттернов ЛПС, пептидогликан, ДНК,РНК вирусов, липоарабиноманан, флагеллин
4.Виды паттернраспознающих рецепторов Растворимые, цитоплазматические, мембранные
5.Цитокины системного действия ИЛ-1, ИЛ-6, ФНОа
6.Цитокины антагонисты ИЛ-4 и ИФНу
7.Провоспалительные цитокины ИЛ-1.ИЛ-6, ФНОа, ИФНу
8.Противовоспалительные цитокины ИЛ-10, ТФРр
Факторы естественной резистентности (ФЕР)
  1. Нормальная микрофлора
  2. Клеточные
  3. Еуморальные
Клеточные факторы естественной резистентности
  1. Бактерицидность кожи и слизистых
  2. Барьер-фиксирующая способность лимфатических узлов, клеток РЭС
  3. Фагоцитоз
  4. Клеточная ареактивность
  5. Воспаление
  6. Естественные киллеры или Natural killer (ЕК — или NK-клетки)
Классификация клеток, участвующих в реакциях фагоцитоза
  1. Система мононуклеарных фагоцитов (СМФ)
  2. Система полиморфноядерных фагоцитов
Основные стадии фагоцитоза
  1. Хемотаксис
  2. Адгезия
  3. Эндоцитоз

6

  1. Образование фагосомы
  2. Образование фаголизосомы
  3. Внутриклеточное переваривание
Незавершенный фагоцитоз Микробы в фагоците не перевариваются, а сохраняются и могут размножаться
Завершенный фагоцитоз Полное внутриклеточное переваривание микробов, приводящее к их исчезновению
Механизмы завершенного фагоцитоза
  1. Кислородзависимые
  2. Кислороднезависимые
Кислородзависимые механизмы (факторы) Кислородные радикалы, перекиси, оксид азота и др.
Кислороднезависимые механизмы (факторы) Лактоферрин, лизоцим, дефенсины, фосфатазы, протеазы и др.
Дефенсины Катионные лизосомальные пептиды антимикробного действия
Лактоферрин Еликопротеин, связывающий ионы железа, меди, цинка на поверхностных структурах микроорганизмов
Механизм бактериостатического и бактерицидного действия лактоферрина
  1. Создает дефицит жизненно важных для микроорганизмов микроэлементов, входящих в состав цитохромов дыхательной цепи, каталаз, пероксидаз, супероксиддисмутаз
  2. Способствует продукции ОН’ (гидроксильных) радикалов из молекулярного кислорода и пероксида водорода
Лизоцим (мурамидаза) Фермент, лизирующий гликановый компонент пептидогликанового комплекса клеточной стенки бактерий
Наиболее чувствительные к лизоциму микроорганизмы Грамположительные бактерии
Естественные или нулевые киллеры (ЕК или NK) Большие гранулосодержащиен лимфоциты, обладающие цитотоксическим действием против раковых клеток, простейших и клеток, инфицированных вирусом
Г ум оральные факторы естественной резистентности
  1. Система комплемента
  2. Лизоцим
  3. Бета-лизины
  4. Пропердин
  5. Лейкины и другие вещества, обусловливающие бактерицидную активность сыворотки крови (БАС)
  6. Белки острой фазы (БОФ)
Система комплемента Система плазменных белковых веществ, последовательная активация которых приводит к их литическому действию на клеточные мембраны
Пути активации комплемента
  1. Классический
  2. Альтернативный
Классический путь активации комплемента Участие антител и «ранних» компонентов комплемента (С1, С2, С4) в образовании мембраноатакующего комплекса
Альтернативный путь активации комплемента Мембраноатакующий комплекс формируется без участия антител, С 1, С2 и С4 компонентов.

7

Участвуют компонент СЗ и компоненты: С5, С6, С7, С8, С9
Функции комплемента
  1. Лизис бактерий и чужеродных клеток
  2. Стимуляция фагоцитоза
  3. Стимуляция хемотаксиса
  4. Участие в воспалении
  5. Участие в индукции иммунного ответа
  6. Нейтрализация вирусов
  7. Участие в анафилаксии
Мишень и результат действия комплемента Клеточная мембрана, ее лизис
Биологическая роль лизоцима как фактора естественной резистентности
  1. Антимикробный эффект
  2. Регуляция иммунитета (активация комплемента, фагоцитоза, антителообразования)
  3. Участие в процессах пролиферации клеток
  4. Противовоспалительное действие
Бета-лизины

(тромбоцитарные катионные белки)

Сывороточные белки тромбоцитарного происхождения, повреждающие цитоплазматическую мембрану бактерий
Опсонины Сывороточные факторы, способствующие фагоцитозу микроорганизмов
Виды опсонинов Антитела (IgG), компоненты комплемента (особенно СЗЬ), белки острой фазы
Механизм опсонизации Связывание опсонинов с компонентами клеточной стенки микроорганизмов (благодаря химическому родству между ними) и последующий фагоцитоз образовавшегося комплекса (благодаря наличию рецепторов для опсонинов на фагоцитах)
Пропердин Белок, участвует в активации комплемента
Белки острой фазы (БОФ) С — реактивный белок, сывороточные амилоиды А и Р, трансферрин и др.
Функции БОФ
  1. Антимикробное действие
  2. Активация фагоцитоза
  3. Активация комплемента
  4. Формирование и ликвидация очага воспаления
  5. Связывание железа — подавление метаболизма патогена



Практическое занятие №2.



Source: newrefs.ru


Добавить комментарий