Микробиология

К первой группе факторов отнесены природа, химический состав, молекулярный вес, структура и некоторые другие характеристики.

Иммуногенность в значительной степени зависит от природы антигена. Важна также оптическая изомерия аминокислот, составляющих молекулу белка. Большое значение имеет размер и молекулярная масса антигена. На степень иммуногенности также оказывает влияние пространственная структура антигена. Оказалась также существенной стерическая стабильность молекулы антигена. Еще одним важным условием иммуногенности является растворимость антигена.

Вторая группа факторов связана с динамикой поступления антигена в организм и его выведения. Так, хорошо известна зависимость иммуногенности антигена от способа его введения. На иммунный ответ влияет количество поступающего антигена: чем его больше, тем более выражен иммунный ответ.

Третья группа объединяет факторы, определяющие зависимость иммуногенности от состояния макроорганизма. В этой связи на первый план выступают наследственные факторы.

Специфичностью называют способность антигена индуцировать иммунный ответ к строго определенному эпитопу. Это свойство обусловлено особенностями формирования иммунного ответа — необходима комплементарность рецепторного аппарата иммунокомпетентных клеток к конкретной антигенной детерминанте. Поэтому специфичность антигена во многом определяется свойствами составляющих его эпитопов. Однако при этом следует учитывать условность границ эпитопов, их структурное разнообразие и гетерогенность клонов антигенреактивных лимфоцитовой специфичности. В результате этого организм на антигенное раздражение всегда отвечает поликлональными иммунным ответом.

Антигены бактериальной клетки. В структуре бактериальной клетки различают жгутиковые, соматические, капсульные и некоторые другие антигены. Жгутиковые, или Н-антигены, локализуются в локомоторном аппарате бактерий — их жгутиках. Они представляют собой эпитопы сократительного белка флагеллина. При нагревании флагеллин денатурирует, и Н-антиген теряет свою специфичность. Фенол не действует на этот антиген.

Соматический, или О-антиген, связан с клеточной стенкой бактерий. Его основу составляют ЛПС. О-антиген проявляет термостабильные свойства — он не разрушается при длительном кипячении. Однако соматический антиген подвержен действию альдегидов (например, формалина) и спиртов, которые нарушают его структуру.

Капсулъные, или К-антигены, располагаются на поверхности клеточной стенки. Встречаются у бактерий, образующих капсулу. Как правило, К-антигены состоят из кислых полисахаридов (уроновые кислоты). В то же время у бациллы сибирской язвы этот антиген построен из полипептидных цепей. По чувствительности к нагреванию различают три типа К-антигена: А, В, и L. Наибольшая термостабильность характерна для типа А, он не денатурирует даже при длительном кипячении. Тип В выдерживает непродолжительное нагревание (около 1 часа) до 60 "С. Тип L быстро разрушается при этой температуре. Поэтому частичное удаление К-антигена возможно путем длительного кипячения бактериальной культуры.На поверхности возбудителя брюшного тифа и других энтеробактерий, которые обладают высокой вирулентностью, можно обнаружить особый вариант капсульного антигена. Он получил название антигена вирулентности, или Vi-антигена. Обнаружение этого антигена или специфичных к нему антител имеет большое диагностическое значение.

29 Вакцины

Вакцины-препараты, предназначенные для активной иммунопрофилактики,т.е.для создания активной специфической невоспроимчивости организма к конкретному возбудителю. Иногда исп-ют для лечения: дизентерия, бруцеллез. Вакцинные препараты вводят внутрь, подкожно и внутрикожно, парентерально, интраназаль-но и ингаляционно. Способ введения определяют свойства препарата.

Классификация вакцин:

Живые вакцины - приготавливают из специально полученных штаммов МО с ослабленной аттенуированной) вирулентностью и полноценным иммуногенными свойствами.Основное достоинство-полностью сохраненный набор АГ, что обеспечивает развитие длительной невосприимчивости даже после однократной иммунизации.  Живые вакцины исп-ют для профилактики полиомиелита, чумы, краснухи,кори ,туберкулеза(БЦЖ).

Убитые(инактивированные)-содержат инактивированные тем или иным способом МО. Для инактивации исп-ют разные методы – нагревание, УФ-облучение,УЗ, химич.в-ва (формальдегид,фенол,спирты). Получают путем выращивания МО на искусств.питат.средах или культурах  клеток. После инактивации проводят выделение антигенных комплексов, их очистку. Иммунногенность убитых вакцин ниже, чем у живых. Поэтому вызываемый ими иммунитет кратковременный. Относятся вакцины против брюшного тифа, паратифов, холеры, коклюша, гриппа, полиомиелита.

Химические(компонентные) - создаются из антигенных компонентов, извлеченных из микробной клетки. Выделяют те антигены, которые определяют иммуногенные характеристики микроорганизма. Примером служит брюшнотифозная  вакцина,состоящая из О-антигенов(соматических), против гриппа(вирусные нейраминидазы и гемагглютинины),пневмококков(на основе полисахаридных капсул). Для придания более высокой иммуногенности компонентные вакцины нередко добавляют адъюванты (сорбируют на гидроксиде алюминия).

Анатоксины - обезвреженные формалином экзотоксины возбудителей токсинемических инфекций. Формирует напряженный иммунитет на 4-5  лет.

Молекулярные вакцины в них антиген находится в молекулярной форме или даже в виде фрагментов его молекул, определяющих специфичность т. е. в виде эпитопов, детерминант.

Рекомбинатные (генно-инженерные) -  вакцины, полученные с помощью генной инженерии. В генетический аппарат неболезнетворного вируса встраивают участок ДНК болезнетворного вируса. Такие вакцины дают напряженный иммунитет (вакцина против вирусного гепатита В).

Корпускулярные вакцины - представляют собой бактерии или вирусы, инактивированные химическим (формалин, спирт, фенол) или физическим (тепло, ультрафиолетовое облучение) воздействием(противочумная, антирабическая).

Вакцины, содержащие антигены бактерий и анатоксины, называются ассоциированными. Примерами ассоциированных вакцин являются: вакцина АКДС (адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столб-нячная вакцина), в которой коклюшный компонент представлен убитой коклюшной вакциной, а дифтерийный и столбнячный — соответствующими анатоксинами;

Существуют общие требования ко всем вакцинам. Любой рекомендуемый для вакцина¬ции препарат должен быть: иммуногенным, безопасным, нереактогенным, не вызывать аллергических реакций, не обладать тератогенностью, онкогенностью; штаммы, из которых готовят вакцину, должны быть генетически стабильными, вакцина должна обладать длительным сроком хранения, производство ее должно быть технологичным, а способ применения — по возможности, простым и доступным для массового применения.

32 Иммунные сыворотки

Диагностические иммунные сыворотки широко применяются для определения вида или типа микроба, выделенного от больного или носителя и для определения природы неизвестного белка при условии, если его можно получить в коллоидном состоянии. В зависимости от характера антигена, послужившего для иммунизации животного, сыворотка последнего приобретает различные свойства. 
Агглютинирующие сыворотки 
При идентификации микробов, наряду с определением морфологических, культуральных и биохимических свойств их, широко используются диагностические агглютинирующие сыворотки. Агглютинацией называется склеивание микробов, скучивание их под влиянием специфических антител - агглютининов, содержащихся в иммунной сыворотке. 
Преципитирующие сыворотки 
Преципитирующие сыворотки применяются для постановки реакций преципитации с целями диагностики некоторых инфекционных заболеваний, для определения природы неизвестного белка при условии, если его можно получить в коллоидном состоянии, в судебно-медицинской практике для распознавания видовой принадлежности крови, в санитарии, химии и т.д. 
Реакция преципитации характеризуется чрезвычайно высокой чувствительностью и специфичностью. Она позволяет обнаружить ничтожные следы антигена (до разведения 1:100000 и выше). Действие преципитирующих сывороток на антиген сходно с действием агглютинирующих.

Антимикробные сыворотки содержат антитела против клеточных антигенов возбудителя. Их получают иммунизацией животных клетками соответствующих возбудителей, и дозируют в миллилитрах. Антимикробные сыворотки могут применяться при лечении: сибирской язвы, чумы, стрептококковых инфекции,  стафилококковой инфекции,  синегнойной инфекций. Их назначение определяется тяжестью течения заболевания и в отличие от антитоксических не является обязательным.

Антитоксические сыворотки содержат антитела против экзотоксинов.  Антитоксические сыворотки получают путем гипериммунизации (т. е. многократной интенсивной иммунизации) животных (чаще всего лошади, ослы, иногда кролики) специфическим антигеном (анатоксином) с последующим, в период максимального антитело-образования, кровопусканием и выделением из крови иммунной сыворотки. Иммунные сыворотки, полученные от животных, называют гетерогенными, так как они содержат чужеродные для человека сывороточные белки.

Для получения гомологичных нечужеродных сывороток используют сыворотки переболевших людей (коревая, паротитная, оспенная сыворотки) или специально иммунизированных людей-доноров (противостолбнячная, противоботулиническая и другие сыворотки) либо СЫВОРОТКИ из плацентарной, а также абортной крови, содержащие антитела к ряду возбудителей инфекционных болезней вследствие вакцинации или перенесенного заболевания. Естественно, что гомологичные сыворотки предпочтительнее гетерологичных. Поскольку нативные иммунные сыворотки содержат в своем составе ненужные балластные белки, например альбумин, из этих сывороток выделяют и подвергают очистке и концентрированию специфические белки — иммуноглобулины.

31 Иммуноглобулины

иммуноглобулины  — это антитела, вырабатываемые в ответ на введение антигена и способные специфически взаимодействовать с этим же антигеном.

Функции. Важнейшая -  взаимодсйствие их активных центров с детерминантами антигенов.

Вторичная функция состоит в их способности:

• принимать участие в формировании защиты от антигена;

• участвовать в распознавании «чужого» антигена;

• обеспечивать кооперацию иммунокомпетентных клеток (макрофагов, Т- и В-лимфоцитов);

• участвовать в различных формах иммунного ответа (фагоцитоз, киллерная функция, ГНТ, ГЗТ, иммунологическая толерантность, иммунологическая память).

Структура антител. гликопротеиды,. Имеют видовые отличия, связанные с набором аминокислот(всего их18). молекулы имеют цилиндрическую форму, видны в электронном микроскопе; устойчивы к слабым кислотам, щелочам, нагреванию до 60 °С. Выделить иммуноглобулины из сыворотки крови можно физическими и химическими методами (электрофорез, изоэлектрическое осаждение спиртом и кислотами, высаливание, аффинная хроматография и др.). Эти методы используют в производстве при приготовлении иммунобиологических препаратов.

Иммуноглобулины разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD. Иммуноглобулины М, G, А имеют подклассы. Все классы и подклассы различаются по аминокислотной последовательности.

Молекулы иммуноглобулинов всех пяти классов состоят из полипептидных цепей: двух одинаковых тяжелых цепей Н и двух одинаковых легких цепей — L, соединенных между собой дисульфидными мостиками. Соответственно каждому классу иммуноглобулинов, т.е. М, G, A, E, D, различают пять типов тяжелых цепей: (мю),  (гамма),  (альфа),  (эпсилон) и (дельта), различающихся по антигенности. Легкие цепи всех пяти классов являются общими и бывают двух типов: κ (каппа) и λ (ламбда); L-цепи иммуноглобулинов различных классов могут вступать в соединение (рекомбинироваться) как с гомологичными, так и с гетерологичными Н-цепями. Однако в одной и той же молекуле могут быть только идентичные L-цепи (κ или λ). Как в Н-, так и в L-цепях имеется вариабельная — V область, в которой последовательность аминокислот непостоянна, и константная — С область с постоянным набором аминокислот. В легких и тяжелых цепях различают NH2- и СООН-концевые группы.

Как Н-цепи, так и L-цепи имеют отдельные, линейно связанные компактные участки, названные!!!!!!!!! доменами; в Н-цепи их по 4, а в L-цепи — по 2.

Активные центры( детерминанты), которые формируются в V-областях, занимают примерно 2 % поверхности молекулы иммуноглобулина. Каждая молекула иммуноглобулина может связать две молекулы антигена. Поэтому антитела являются двухвалентными.

Типовой структурой молекулы иммуноглобулина является IgG. Остальные классы иммуноглобулинов отличаются от IgG дополнительными элементами организации их молекулы.

В ответ на введение любого антигена могут вырабатываться антитела всех пяти классов. Обычно вначале вырабатывается IgM, затем IgG, остальные — несколько позже.

Иммуноглобулины по структуре, антигенным и иммунобиологическим свойствам разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD.

Иммуноглобулины класса G (IgG) составляют около 80% сывороточных иммуноглобулинов (в среднем 12 г/л), с молекулярной массой 160000 и скоростью седиментации 7S. Они образуются на высоте первичного иммунного ответа и при повторном введении антигена (вторичный ответ). IgG обладают достаточно высокой активностью, т.е. сравнительно высокой скоростью связывания с антигеном, особенно бактериальной природы. При связывании активных центров IgG с эпитопами антигена в области его Fc-фрагмента обнажается участок, ответственный за фиксацию первой фракции системы комплемента, с последующей активацией системы комплемента по классическому пути. IgG — мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра (может одновременно связать 2 молекулы антигена, валентность равна 2), молекулярную массу около 160 кДа , константу седиментации 7S. Различают подтипы Gl, G2, G3 и G4.  Обладает высокой аффинностью(хорошо связывается).IgG обеспечивает нейтрализацию, опсонизацию и маркирование антигена, осуществляет запуск комплемент-опосредованного цитолиза и антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.

Иммуноглобулины класса М (IgM) первыми начинают синтезироваться в организме плода и первыми появляются в сыворотке крови после иммунизации людей большинством антигенов. Обладает высокой авидностью. валентность = 10 Они составляют около 13% сывороточных иммуноглобулинов при средней концентрации 1 г/л. По молекулярной массе они значительно превосходят все другие классы иммуноглобулинов. Это связано с тем, что IgM являются пентамерами, т.е. состоят из 5 субъединиц, каждая из которых имеет молекулярную массу.. IgM принадлежит большая часть нормальных антител — изогемагглютининов, которые присутствуют в сыворотке крови в соответствии с принадлежностью людей к определенным группам крови. Эти аллотипические варианты IgM играют важную роль при переливании крови. Они не проходят через плаценту. При взаимодействии с антигенами in vitro вызывают их агглютинацию, преципитацию или связывание комплемента. В последнем случаее активация системы комплемента ведет к лизису корпускулярных антигенов.