Слайд 2
План лекции
Цель: научить студентов пониманию особенностей строения антигенов
и антител, их биологическим свойствам; строению и функциям главного
комплекса гистосовместимости (ГКГ) человека.
1. Антигены: определение, классификация, свойства, строение.
2. Антитела: определение, строение, свойства, характеристика классов.
3. ГКГ: определение, строение генов и антигенов, функции, роль в регуляции иммунного ответа.
4. Методы определения антигенов и антител.
Слайд 3
Антигены -
это вещества, несущие признаки генетической чужеродности
и вызывающие при попадании в организм развитие специфических иммунологических
реакций (синтез антител, реакции клеточного иммунитета, повышенную чувствительность, иммунологическую толерантность, а также иммунологическую память).
Слайд 4
Гаптены (неполные антигены) -
это химические вещества с малой
молекулярной массой, которые самостоятельно не вызывают иммунный ответ, но
приобретают эту способность при конъюгации с высокомолекулярными белковыми носителями.
Слайд 5
Свойства антигенов
Генетическая чужеродность
Макромолекулярность
Специфичность
Слайд 6
Классификация антигенов (по признаку генетической чужеродности)
Слайд 7
Специфичность антигенов -
это способность индуцировать синтез антител,
комплементарных к данному антигену.
Слайд 8
Виды специфичности антигенов:
видовая;
групповая
органная;
тканевая
органоидная
дифференцировочная
Слайд 9
Тимусзависимые и тимуснезависимые антигены
Тимусзависимые антигены - это антигены,
индуцирующие гуморальный иммунный ответ с участием Т-лимфоцитов.
Тимуснезависимые антигены
- это антигены, ответ на которые формируется без участия Т-клеток и его можно получить у бестимусных животных.
Слайд 10
Строение антигена
В структурном отношении антиген состоит из 2-х
частей - высокомолекулярного носителя и низкомолекулярной детерминантной группировки (эпитопа).
Слайд 11
Носитель (белок или полисахарид)
Роль носителя состоит в стабилизации
стереохимической структуры детерминанты в положении наиболее выгодном для соединения
с рецепторной группой антитела.
Детерминантные группы (эпитопы) -
это структуры молекул биополимеров, распознающиеся рецепторными зонами антител и иммунокомпетентных клеток.
Слайд 13
Антитела
(иммуноглобулины) -
это γ- глобулины, способные специфически соединяться
с антигеном.
Слайд 14
Биологические функции антител (направлены на элиминацию чужеродного антигена
из организма)
распознают и связывают антиген;
представляют антиген макрофагам и лимфоцитам;
обусловливают
повреждение тканевых базофилов (тучных клеток);
лизируют клетки, содержащие чужеродные субстанции;
опсонирующее влияние;
активирует систему комплемента.
Слайд 15
Свойства антител
специфичность- способность взаимодействовать только с комплементарным антигеном.
валентность
- это количество антидетерминант в молекуле антитела; как правило
они бивалентны, хотя существуют 5- и 10-валентные антитела.
аффинность - прочность связи между детерминантами антигена и антидетерминантами антитела.
авидность - прочность связи антигена с антителом в реакции антиген-антитело (определяется аффинностью и валентностью антигена).
Слайд 17
Домен – структурный участок тяжелой (H) и
легкой (L) цепей молекулы иммуноглобулина, соединенный дисульфидными связями.
Слайд 18
Виды и функции доменов:
VL-VH – связывание антигена
CL-CH1 –
нековалентное соединение легкой и тяжелой цепей
Шарнирная область – обеспечение
подвижности Fab фрагмента, влияние на функциональное состояние Fc фрагмента, связь тяжелых цепей.
CH2 – активация комплемента
CH3 – цитотропная активность (фиксация на клетках-мишенях)
Слайд 19
Классы иммуноглобулинов
Ig A,
Ig M,
Ig G,
Ig D,
Ig E
Слайд 20
Ig A (иммуноглобулин А)
Существует в двух формах: сывороточной
и секреторной. Период полураспада 6 суток.
Обеспечивает защиту слизистых оболочек
от инфекции.
Составляет 10-15% от всех иммуноглобулинов.
Слайд 21
Ig М (иммуноглобулин М)
макроглобулин, пентамер,
период полураспада 5-8
дней,
синтезируется на ранних стадиях иммунного ответа,
эффективно агглютинирует антигены,
составляет
10% от всех иммуноглобулинов.
Слайд 22
Ig G иммуноглобулин G)
имеет 4 подкласса: IgG1, IgG2,
IgG3, IgG4,
период полураспада 24 дня
обеспечивает защиту от микроорганизмов и
токсинов
активирует компоненты комплемента
проникает через плаценту
составляет 75% от всех иммуноглобулинов.
Слайд 23
Ig Е (иммуноглобулин Е)
Реагин, период полураспада – 2-5
суток
Уровень в крови увеличивается при аллергических заболеваниях.
Слайд 24
Ig D иммуноглобулин D)
большая часть связана с поверхностной
мембраной В-лимфоцитов
резко увеличивается при беременности, миеломной болезни.
Слайд 25
Виды антигенных детерминант иммуноглобулинов
Изотипические – отражают разнообразие
антител на уровне биологического вида (изотипы IgA, IgM, IgG,
IgD, IgE).
Аллотипические – обусловлены генетическим разнообразием внутри вида (аллотипы IgG1, IgG2, IgG3, IgG4).
Идиотипические – участки в антигенсвязывающем центре молекулы иммуноглобулина, которые являются антигенными детерминантами. Антитела против таких антигенных детерминант называются антиидиотипическими.
Слайд 28
HLA – Human Leukocyte Antigens
MHC – Major Histocompatibilyty
Complex
Слайд 29
Иммуногенетика – изучает генетический контроль иммунного ответа.
Главный комплекс
гистосовместимости – МНС (Major Histocompatibility Complex)
Ж.Снелл и П. Горер
– открытие у мышей локуса тканевой совместимости (Н-2)
Ж. Доссе (1952 г.) - обнаружил в крови реципиента после гемотрансфузии изоантитела против лейкоцитов человека (HLA-B2)
Продукты генов МНС человека были названы HLA (Human Leukocyte Antigens)
1980г. – Нобелевская премия по медицине вручена Жану Доссе, Баруху Бенасеррафу и Джорджу Снеллу за открытие системы гистосовместимости.
Слайд 30
Функции HLA системы
- презентация антигена
Т-лимфоцитам
- селекция и обучение Т- и В-лимфоцитов
в распознавании «своего» и «не своего»;
- взаимодействие клеток иммунной системы;
- участие в реакциях «РХПТ» и «РТПХ»;
- запуск, реализация и контроль иммунного ответа;
- формирование иммунологической толерантности, в т.ч. в период беременности к полуаллогенному плоду;
- обеспечение выживаемости человека как вида в условиях экзогенной и эндогенной агрессии
Слайд 31
HLA - система включает:
Гены гистосовместимости (расположены в коротком
плече 6 хромосомы у человека).
Антигены гистосовместимости –поверхностные
структуры цитомембран клеток, индуцирующие реакцию отторжения, кодируемые генами гистосовместимости.
Слайд 32
HLA включает 3 класса
генов:
Гены 1 класса –
(локусы HLA-А , HLA-В, HLA-С) отличаются высоким полиморфизмом и
кодируют синтез молекул HLA 1 класса
Гены 2 класса – (HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP) контролируют синтез молекул HLA 2 класса
Гены 3 класса – кодируют молекулы врожденного иммунитета (компоненты комплемента С2, C4, ФНО, лимфотоксин, фактор В, белки теплового шока и др.)
Слайд 33
Строение HLA – системы
(локализуется на коротком плече
6 аутосомной хромосомы между генами, кодирующими гипоксалазу (GLO) и
мочевой пепсиноген-5 (Pg5)
HLA – система включает следующие локусы:
А, В, С (I класс)
DP, DQ, DR (II класс)
Гены, кодирующие молекулы врожденного иммунитета (III класс )
Слайд 35
Характеристика генов и антигенов
HLA-системы
Гены 1 класса (локусы
А, В, С) – контролируют экспрессию трансплантационных (SD) Аг
SD-
Аг экспрессируются на всех клетках
Обладают консерватизмом, мало меняются в процессе филогенеза
Отличаются постоянством набора генов для данного вида
АГ HLA 1 класса
Присутствуют практически на всех клетках организма, за исключением ранних эмбриональных
В наибольшем количестве представлены на лимфоцитах, клетках эпителия и эндотелия.
Аг локусов 1 класса занимают около 1% клеточной поверхности
Выступают в качестве рецепторов для чужеродных Аг
Обеспечивают взаимодействие между ИКК и другими клетками организма
Принадлежит ведущая роль во взаимодействии между клеткой-эффектором и клеткой-мишенью в процессе иммунного ответа.
Слайд 36
Характеристика генов и антигенов
HLA- системы
Гены 2 класса
принадлежат
к D/ DR локусам
Связаны с генами иммунного ответа Ir
(Immune response)
Аг HLA 2 класса
Опосредуют взаимодействие Т- , В-лимфоцитов и макрофагов в иммунном ответе
HLA-DR в наибольшем количестве представлены на В-лимфоцитах, макрофагах, клетках эпителия и эндотелия
Ir–Аг синтезируются и секретируются макрофагами,
экспрессируются на В-лимфоцитах (до 90%), Т-лимфоцитах (до 50%)
Главная функция Ir–Аг - обеспечение взаимодействия АПК и ИКК в иммунном ответе
Сцепленностью генов иммунного ответа (Ir-генов) с определенными гаплотипами HLA объясняют развитие различных иммунопатологий.
Слайд 37
Строение HLA-Аг (MHC 1 и 2 класса)
Состоят из
гликополипептидных цепей α и β
Каждая цепь включает два наружных
домена, трансмембранную часть и цитоплазматический участок
Слайд 38
Строение HLA-Аг (MHC 1 и 2 класса)
Молекула МНС
I состоит из 2-х полипептидных цепей – α и
β2 микроглобулина
Молекула МНС II состоит из 2-х трансмембранных гликопротеинов α и β цепей
Слайд 39
Гены НLA 3 класса – область генома внутри
комплекса MHC 1 и 2 классов (локус BF), в
которой картированы гены, кодирующие синтез следующих белков:
Компонентов комплемента (С2, C4a, C4b)
Цитокинов (ФНО-α, ИЛ-1)
Гены 21-гидроксилазы – фермента, участвующего в биосинтезе стероидных гормонов
АГ НLA 3 класса – активация комплемента классическим и альтернативным путем.
Слайд 40
Механизмы связи HLA- системы с болезнями
Генетическая детерминированность –
истинное сцепление «патологического» гена с антигенами HLA, при котором
«патологический» ген передается по наследству совместно с тем или иным локусом HLA (например, дефицит С2, C4)
Слайд 41
Механизмы связи HLA- системы с болезнями
Генетические ассоциации –
объясняют 3 гипотезами:
Рецепторная – HLA-Аг рассматриваются как рецепторы, взаимодействующие
с некоторыми вирусами, что облегчает их проникновение в клетку.
Молекулярная мимикрия – структурное сходство HLA-Аг с Аг некоторых вирусов и бактерий, вследствие чего иммунная система остается толерантной к чужеродным Аг.
Модификация HLA-Аг – изменение структуры собственных Аг под действием вирусов или др. чужеродных Аг, вследствие чего собственные Аг распознаются как чужеродные (индукция аутоиммунного процесса).
Слайд 42
Ассоциация генов МНС с различными заболеваниями
Слайд 43
HLA типирование - исследование антигенов главного комплекса гистосовместимости
человека
Задачи HLA типирования:
биологическая идентификация (HLA-тип наследуется вместе с
родительскими генами),
определение предрасположенности к различным заболеваниям,
подбор доноров для пересадки органов
диагностика иммунологических причин бесплодия и привычного невынашивания беременности.
Слайд 44
Анализ полиморфизма HLA
Серологический метод (лимфоцитотоксический тест)
Молекулярно-генетический метод (ПЦР
- полимеразная цепная реакция).