1. Введение - на главную

Обзорный курс иммунологии
или
«Как работает иммунная
система»
Д.Ю.Трофимов, 2008
1. Введение
1
Почему трудно изучать иммунологию?
Лирическое отступление
Почему трудно изучать иммунологию?
1. Очень много мелких деталей – отвлекают от сути.
2. Часто не хватает ЗНАНИЙ (много описанных
объектов и фактов, но не понятна их взаимосвязь)
3. Множественность номенклатуры (несколько
плоскостей символов, часто путаница)
4. Представление об иммунной системе постоянно
дополняется и меняется. Пока не изучена до конца,
много противоречий и нестыковок (исключений из
правил).
5. Это - СИСТЕМА
2
Армия – очень стройная система
Клетки иммунной системы
C:\Dima\Immuno\prow.htm
3
Трудности изучения иммунологии
Трудности изучения иммунологии
Очень важно:
• представлять всю систему в целом, понимая,
что и зачем нужно
• углубляясь в детали не терять из виду общей
картины
4
Оборона организма
• Физические барьеры
• Врожденный (innate) иммунитет
• Приобретенный (acquired)
он же адаптивный (adaptive) иммунитет
Физические барьеры
Кожа - главный барьер? – 2 м2
Слизистые (кишечник,
респираторный тракт и т.д.) – 400 м2
5
Врожденный иммунитет
• Один из главных игроков врожденного иммунитета – макрофаг
(мacro – большой, phage – кушать, т.е. «большой обжора»)
• Макрофаги – стражники и, по совместительству, мусорщики
(можно выделять, покормив опилками)
Откуда берутся клетки иммунной системы?
(принцип «одна мне, одна тебе»)
6
Еще о макрофагах
•
Моноциты (monocytes) – молодые макрофаги-«новобранцы»
•
В организме около 2 миллиардов моноцитов
•
Циркулируют в крови ок. 3 дней
•
Могут проникать через эндотелиальные клетки капилляров в ткань,
становясь там макрофагами.
•
Сторожат и собирают мусор
•
Если встречают бактерию – едят ее и начинают сигналить «тревогу».
•
Среди сигналов тревоги – повышение проницаемости стенок
капилляров, болевой сигнал и многое другое.
•
Главные «сигнальные ракеты» - цитокины.
•
Иногда случается «отрыжка». Дебрис переваренных бактерий –
дополнительный сигнал тревоги.
•
Воспаление – результат «тревоги».
Одна из стратегий защиты
• Для охраны границ (400м2) нужна
огромная армия (расточительно)
ИЛИ
ü
• Стражники по периметру и небольшая, но
мобильная армия в казармах, готовая
быстро среагировать на сигнал тревоги.
7
Бойцы врожденного иммунитета
• Профессиональные фагоциты
(в том числе макрофаги)
• Система комплемента
• NK-cells – «прирождённые убийцы»
Может уже и достаточно?
• В принципе – «ДА».
• 99% животных обходятся только
физическими барьерами и врожденным
иммунитетом.
• Эволюционно адаптивный иммунитет возник
совсем недавно. Есть только у позвоночных и
то по-разному.
8
Эволюция иммунной системы
Зачем нужен адаптивный иммунитет
Есть мнения:
• Позвоночные сложно устроены и требуется дополнительный
уровень защиты ?
• Малочисленное потомство ?
• Борьба с раком ?
?
Борьба с вирусами
9
Борьба с вирусами
Недостатки врожденного иммунитета в борьбе с вирусами:
• Вирусы просто и разнообразно устроены, быстро мутируют ->
невозможно подобрать эффективную константную систему
распознавания «по общим признакам»
• Как только попадают внутрь клетки, становятся недоступными
Что надо для успешной борьбы с вирусами:
• Быстро настраеваемая высокоспецифичная система
распознавания
• Мешать проникновению вирусов в клетки
• Возможность «мониторить», что происходит внутри клеток
Стратегия распознавания
1. Умная стража
• Стражников много всех надо научить - расточительно
2. Универсальные, понятные всем «черные» метки
10
Адаптивный иммунитет
Быстро настраеваемая высокоспецифичная система
распознавания
Проблема:
• Нужно уметь изменять генетический код в пределах
жизни одного организма
Антитело – идеальная метка
Источники разнообразия:
•
10 миллионов вариантов благодаря комбинаторике (из ок 300 фрагментов)
•
Еще ок. порядка (итого 100 миллионов) благодаря «ошибкам» при сшивке
•
Тонкая настройка – мутации при пролиферации B-клеток
11
Зачем нужны антитела?
(два главных зайца)
1. «Черная метка» или «поцелуй смерти» опсонизирующие (opsonize) антитела
2. «Прилипнуть и мешать проникнуть в клетку» нейтрализующие антитела
Что там внутри?
Стратегия мониторинга:
информационное табло или «предъявите справочку»
Табло (справка) №1
«Что там у Вас
происходит?»
Табло (справка) №2
«Ничего подозрительного
не замечали?»
12
Что там внутри? (2)
HLA класс I
9 аминокислот
HLA класс II
13-18 аминокислот
Действующие лица адаптивного
иммунного ответа
• В-лимфоциты - производство антител и хранение удачных
чертежей (клетки памяти)
• Т-киллеры (CTL) – милиция, проверка справок №1
(HLA класс I, «что там у Вас?»).
Плохая справка – расстрел на месте.
• Т-хелперы (Тh) – следователи, проверка справок №2
(HLA класс II, «Ничего подозрительного не видели?»).
Плохая справка – Сигнал тревоги.
• Treg – пока не разобрались.
13
Зачем нужна лимфатическая система?
« Место встречи изменить нельзя »
Зачем так много разных других клеток?
См. историю про армию
14
Что запомнить.
• Иммунная система, как и все созданное природой:
- красива
- стройна
- рациональна
Сложна, лишь потому, что мы пока этого не осознали
• Рулит врожденный иммунитет
15