Science Network г
Основи на имунитет
G. I. Abelev
Московския държавен университет. М. V. Lomonosova
Въведение
Имунитет - за защита на тялото от инфекция, или в по-широк смисъл - реакция на организма на чужди макромолекули. микроорганизми и клетки. Защита се осъществява от две системи - неспецифични (вроден природен) и специфични (придобита) имунитет. Тези две системи могат да се разглеждат като двуетапен процес, един орган защита. Неспецифичното имунитет действа като първа линия на защита, и как крайния етап, и системата извършва междинните придобит имунитет функции специфично разпознаване и памет заболяване агент (или чужда материя) и свързващите средства мощен вродения имунитет на последния етап на процеса.
вродената имунна система се основава на възпаление и фагоцитоза. явления, за да бъдат разгледани в следващата статия. Тази система отговаря само корпускулярни средства (микроорганизми, трески) и токсични вещества, които разрушават клетките и тъканите, или по-скоро да корпускулярни продукти за унищожаване.
Вторият и най-трудно система - придобит имунитет - въз основа на специфичната функция на лимфоцитите, кръвни клетки разпознават чуждите макромолекули и реагират на тях, или директно, или производство на защитни протеинови молекули.
Феноменология
Разглеждане на елементарен реакцията е специфична имунна система в две напълно различни модели външен вид - извеждане на чуждия протеин и отхвърлянето на чужда тъкан. Ако кръвта на животно, такова като заек, да влиза директно без преминаване през бариери тъкан, кръвта на животински протеин от други видове (например, албумин, коне) в смес със собствен албумин, в първите дни след въвеждането на двата протеина ще се държи без разграничаване, който се извежда от постоянен и доста дълъг период от "полу-живот" (фиг. 1).
Фиг. 1. Криви екскреция собствени и чужди протеини от заек кръв.
SAK - заешки серум албумин, SAL - конски серум албумин, HSA - човешки серумен албумин, и - първоначален отговор, В - повторно отговор в - индуциране на толерантност.
Чужд протеин в този случай, нетоксичен и молекулярна дисперсия. Тя не причинява възпаление или фагоцитоза, че е свободен да премине от първата линия на отбраната и пряко отговаря на втория. За 7-ия ден на кривите извлече своя собствена и чужда протеин са силно разделени - първият продължава да "ход", "период на полуразпад" на неговата крива, повратна точка за секунда, и тя се откроява от циркулацията драстичното увеличение на скоростта (Фигура 1а.). Организмът, като по този начин, се отличават с "неговия" от "не си", е първият игрален филм на реакцията на специфичен имунитет. Разликата се съхранява - реинтродукция протеин конски намалява времето на изчакване и подсилена реакция (стръмна крива екскреция). Това се нарича имунологична памет - втора характеристика на специфична реакция имунитет. Специфична паметта, спомни само контакт с албумин конете, но не и с трета протеин. Специфична характеристика на запомняне е много висока, и това е третият функцията на адаптивния имунен отговор (фиг. 1b). Имунният отговор към чужд макромолекули могат избирателно да потискат, ако го въведете в развиващия се организъм в утробата или в първите часове след раждането. Способността да се разграничи въведе чужд протеин сами по себе си на такова животно се губи след раждането. Потискане реакция строга специфичност - това се отнася само до въвежда в процеса на развитие на протеин, но не и в друг чужд протеин (Фигура 1с.). Това явление се нарича толеранс (поносимост). Тя е неразделна характеристика на четвъртия елементарна реакция придобити или специфични, имунитет.
Четири признаци на реакция са неразделни, те винаги са заедно, без значение каква е системата се играе имунни реакции. Например, отхвърлянето на кожата или органите от генетично различни животни и хора, очевидно не е като премахване на чуждия протеин, се подчиняват на същите закони. Така че, ако вземете мишката генетично еднородна линия, а след това всички лица на тази линия ще бъдат генетично идентични и имат, например, бял цвят. Ако такива мишки трансплантирани кожата присадка (трансплантация) друг наследствена линия, дори черно, и като контрола - клапата на кожата от генетично идентична линия, както първия присадка се утвърди, но 12 - 14-ия ден на черен клапа вал е заобиколен от левкоцити. След това кръвта му доставка и ще започне да се влошава след 3 - 4 на ден ще бъдат отрязани, за разлика от контролата, генетично идентичен на присадката. Очевидно е, че се срещнахме отново тук със способността на организма да се прави разлика между "своето" от "не си." Тази функция се помни: средно прехвърляне черна кожа бяла мишка води до повишаване на отхвърляне на присадка, по-бързо и по-интензивно (имунологична памет). Съхраняване специфичен - клапа мишка кожа "кафяв" линия трансплантиран повтаря трансплантация "черно" трансплантация се отхвърля от вида на първични, отколкото ре-отговор. Накрая, толерантност: при трансплантиране тъкани като определяне е дори по-добре, отколкото в системата на чужд протеин. Администриране на кръвни клетки живи животни генетично чужди линии по време на развитието на плода това живота податливи на трансплантирани тъкани и органи прави линия на кръв донора. Тя е на този модел на толерантност и за първи път е открита през 1953 година.
По този начин, при хора и животни (риби, земноводни, влечуги, птици, бозайници) имат система за имунитет, способността за различаване "наш" от "не си" Спомням си среща с "не си", както и с висока специфичност да отхвърли "не си "и да отговорят areactivity имунологично (толерантност), за да се свържете с чужда субстанция, въведена по-рано в хода на ранното развитие. Тази система е в основата на придобитите или специфични, имунитет.
Придобитият имунитет се използва широко за ваксинация, т.е. приложение на атенюирани микроорганизми или убити или извлечени от тях макромолекули, причинявайки имунологичен отговор на тези микроорганизми. Ваксинацията е основният начин за предотвратяване на такива ужасни болести като едрата шарка, туберкулоза, полиомиелит антракс, и много други. Придобитият имунитет е основна пречка за трансплантация на органи (сърце, бъбреци, черен дроб) и тъкани (кожа) от един човек на друг. За да се преодолее тази бариера на несъвместимост са лекарства, които потискат имунната система.
Вещество, което може да предизвика придобит имунен отговор е наречена антиген. Антигенът може да бъде всяко вещество. Тя трябва да бъде чужденец, макромолекулярно (с молекулно тегло от над 10 000 -. 12000), и имат стабилна химична структура. Типични антигени са протеини и полизахариди. В първия пример (виж фигура 1 ..) антигенът е самата чужд протеин - кръвния албумин, а вторият - специфични протеини, присъстващи в мембраните на трансплантираните клетки, така наречените хистосъвместими антигени.
Антителата и антиген-признаване на рецепторите на лимфоцити
Какво се случва в момента на отстраняване и отхвърляне криви фрактури? В първия случай, когато свободната молекулно антиген частици циркулиращи в кръвта, в отговор на това се появи защитен протеин - антитяло. които специфично го разпознае, форма него комплекс, неутрализира, ако антигенът е токсичен (бактериален токсин, змийска отрова или вирус на болестта) и позволява бързо отстраняване от тялото.
В отхвърляне на присадката водеща роля принадлежи на специален вид лимфоцити Т-лимфоцити-убийци, "убийци". Тези антитела-лимфоцити носят рецептори на външната мембрана - Т-клетъчни рецептори (RTC). РТК специфично разпознават антиген разположена върху мембраната чужди клетки и убиец осигуряват свързване към клетката-мишена, която е необходима за неговото летална функция убиец. За убийци убит прицелни клетки, те трябва да се прикрепят към мембраната и да се разпределят в междината между убиец и целевата специално протеин "пчелна пита" мембраната на клетката-мишена, при което клетката умира. След това, те са отделени от целта и преминете към друга клетка, и така няколко пъти. Когато отново среща с антиген организъм произвежда повече антитела и клетки-убийци, те се появяват в по-кратко време, отколкото в първата среща и тяхната специфика във взаимодействието с увеличението на антиген. Това се проявява имунологична памет, както и въз основа на това ефектът от ваксинацията.
Как са антитела и лимфоцитни рецептори? Очевидно е, че тяхната структура трябва да е необичайно, тъй като те разпознават специфично строго огромен брой различни антигени - чужд протеин, полизахарид или синтетична молекула, обикновено не се срещат в природата. Така антитела и Т-лимфоцити обикновено не реагират с протеините и собствените клетки на тялото. Как природата реши този проблем?
Принципът и структурата на RTK антитела е показано на фигура 2. Едно антитяло се състои от две идентични двойки полипептидни вериги: H (Heavy - тежка) с молекулно тегло от около 50 000 и L (Light - бял дроб) - около 25 000 Веригите са свързани една с друга чрез ковалентно ( дисулфидни връзки) (фиг. 2а).
Фиг. 2. Схематична структура на антитела и Т-клетъчни рецептори верига (RTC).
Н и L - тежки и леки вериги на антитела, съответно, VL и VH - променливи региони, съответно, леки и тежки вериги; Va и Vb - променливи области на А и В вериги; Закон. в. - активните места на антитела и RTK. Правоъгълници - повтаряне на подобни единици (домени) в структурата на полипептидните вериги; М - клетъчната мембрана.
1 D - от разнообразие (разнообразие), J - от Присъединяване (свързване). V'-ген фрагмент контролиране на първите 95 аминокиселини в V-домени, D - 2 до 10 и J - от 5 до 15 (виж фигура 3 ..).
лимфоцитен рецептор, за разлика от антитела - хетеродимер, съставен от различни двойки вериги - А и Б с молекулно тегло от около 50 000, свързани помежду си една дисулфидна връзка. Н, L, А- и В-вериги имат подобна структура план и се отнасят до голяма суперфамилия протеини - имуноглобулин. Тяхната структура се основава на подобен повтарящ се елемент (домейн), състояща се от около 110 аминокиселини навити в глобули наподобяващи всяка друга (вж. Фиг. 2, където единиците определени като правоъгълници). Всеки домен в молекулата на антитялото или РТК изпълнява своята биологична функция, и най-важните от тях - разпознаване и свързване към антиген - да терминалните домени (виж фигура 2 ..). Чифт терминален домен (един от Н-веригата, а другият на L-веригата и РТК - един от а-верига, а другият на В-веригата) образуване на активното място, уникалната структура кухина, за разпознаване в молекулата на антигена, малки дискретни порции, състоящи 4 - 8 аминокиселини. Тези антигенни сайтове са подходящи за структурата на активното място, "както е ключът към ключалката" формиране силни ковалентни връзки с антиген антитяло. Други антитела (и също RTC) се различават един от друг чрез структурата на активните сайтове. От разликата химическата ниво на активните центрове на структурата определя от първични крайни домени Н и L-, а- и В-верига, т.е., аминокиселинната последователност него. Парцели Н и L вериги (както и а и б), които формират "стените" на активното място, се наричат променлива (или V) региони. Останалата част на молекулите е постоянна и се нарича константа (С) регион. Променливите региони включват хиляди молекули на антитела, постоянни - единици. Основната функция на вариабилните региони - активните места на антитела и RTK. Разнообразие от активните центрове е много висока, най-малко 107-108, което е достатъчно за повече или по-малко специфично разпознаване на всеки произволно избран антиген. По този начин, антитела и РТК структура, или по-скоро техните активни сайтове, предвижда признаване на чужд протеин или полизахарид, който е влязъл в тялото.