МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского» Балашовский институт (филиал) УТВЕРЖДАЮ: Директор БИ СГУ доцент А.В. Шатилова _________________ «12» ноября 2014 г. Рабочая программа дисциплины Иммунология Направление подготовки 06.03.01 Биология Профиль подготовки Квалификация (степень) выпускника Бакалавр Форма обучения Очная Балашов 2014 2 Содержание: 1. Цели освоения учебной дисциплины ................................................................... 3 2. Место учебной дисциплины в структуре ООП бакалавриата ........................... 3 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины .................................................................................................................. 3 4. Структура и содержание учебной дисциплины ................................................... 3 4.1. Объем дисциплины............................................................................................ 3 4.2. Содержание дисциплины .................................................................................. 4 4.3. Структура дисциплины ..................................................................................... 7 5. Образовательные технологии, применяемые при освоении дисциплины ........ 8 6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. ........ 8 7. Данные для учета успеваемости студентов в БАРС .......................................... 10 8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины ............. 10 9. Материально-техническое обеспечение дисциплины ....................................... 11 3 1. Цели освоения учебной дисциплины: является формирование систематизированных знаний в области иммунологи. 2. Место учебной дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина относится к вариативной (профильной) части профессионального цикла (Б3.В.10). Для освоения дисциплины студенты используют знания, умения и виды деятельности, сформированные в процессе изучения предметов «Общая биология» (Б2.Б6), «Химия» (Б2.Б4) на предыдущем уровне образования, а также в ходе освоения студентами дисциплин «Цитология» (Б3.Б6), «Биохимия» (Б3.Б8), «Органическая химия» (Б2.В1). 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Данная дисциплина способствует формированию следующих компетенций: - способностью применять принципы структурной и функциональной организации биологических объектов и владением знанием механизмов гомеостатической регуляции; владением основными физиологическими методами анализа и оценки состояния живых систем (ОПК-4); Планируемые результаты обучения по дисциплине В результате изучения дисциплины студенты должны: знать: - иммунную систему человека; неспецифические и специфические факторы защиты организма; механизм реакций иммунитета, используемых для диагностики инфекционных заболеваний, диагностические препараты. - иммунобиологические препараты, применяемые для лечения и профилактики инфекционных заболеваний: вакцины, лечебно – профилактические сыворотки, иммуномодуляторы, эубиотики, пробиотики, лечебные бактериофаги. - таксономию, морфологические и биологические свойства возбудителей инфекционных заболеваний, эпидемиология, механизмы и пути передачи возбудителей, патогенез, основные клинические проявления и иммунитет при этих заболеваниях; принципы диагностики, неспецифическая и специфическая профилактика, препараты для лечения. уметь: - оценить результаты реакций иммунитета, используемых для диагностики инфекционных заболеваний. владеть: - понятием об иммунитете и его факторах. -практическим применением методов иммунологической диагностики. 4. Структура и содержание учебной дисциплины 4.1. Объем дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа, из них: 22 часа аудиторной работы (16 часов лекций и 16 часов практических занятий), дисциплина изучается в 7 семестре, ее освоение заканчивается зачетом. 4 4.2. Содержание дисциплины Введение Предмет и задачи иммунологии; ее место и роль в современной биологии, медицине и народном хозяйстве. Фундаментальное и прикладное значение иммунологии. Социальноэкономические и научные основы возникновения иммунологии и ее связь с молекулярной биологией, генетикой, биохимией, биофизикой, биотехнологией, физиологией и математическим моделированием процессов. Возникновение и развитие иммунологии Исторические этапы развития иммунологии. Работы Э. Дженнера. Рождение иммунологии как науки. Основоположники научной иммунологии – Л. Пастер, Э. Беринг, Р. Кох. Возникновение неинфекционной иммунологии – И.И. Мечников, П. Эрлих, Ж. Броде, Н.Н. Чистович, К. Ландштейнер и другие. Традиционное определение иммунитета. Становление современной иммунологии. Новое определение иммунитета. Уровни изучения и проявления иммунологической реактивности. Биологический смысл иммунитета и биологическое содержание иммунологии. Открытие иммунологической толерантности в 1953 г. (П. Медавар и М. Гашек). Роль российских ученых в развитии иммунологии (И.И. Мечников, Н.Ф. Гамалея, А.А. Максимов, С. Метальников, Л.Л. Зильбер, П.Н. Косяков, А.А. Адо, Р.В. Петров и другие). Основные этапы и направления развития современной иммунологии. Создание и применение вакцины, стимуляция иммунитета при инфекциях, искусственные антигены и вакцины. Нобелевские лауреаты по иммунологии: И.И. Мечников, П. Эрлих, К. Ландштейнер, Ф.М. Бернет, П. Медавар, Д. Эдельман, Р. Портер, Б. Бенацерраф, Ж. Доссе, Д. Снелл, Р. Цинкернагель, П. Догерти. Теории иммунитета Исторический аспект инструктивных и селективных теорий иммунитета. Теория боковых цепей П. Эрлиха. Инструктивная теория Полинга. Теория естественного отбора Н. Ерне. Теория непрямой матрицы Ф. Бернета и Ф. Феннера. Клонально-селекционная теория Ф. Бернета. Объяснение иммунологических феноменов с позиции каждой теории. Антигены. Антитела Основные понятия антигенов. Структура антигенной специфичности. Виды антигенной специфичности: видовая, групповая, гетероспецифичность, типоспецифичность, стадиоспецифичность, функциональная специфичность, патологическая специфичность, антигенность и иммуногенность. Гаптены и гаптеноспецифичность. Синтетические антигены (полиаминокислоты). Конъюгированные антигены, носители. Адъюванты. Антигены тимусзависимые и тимуснезависимые. Изоантигены человека: системы антигенов эритроцитов, лимфоцитов, гранулоцитов, тромбоцитов, белков плазмы. Антигены главного комплекса гистосовместимости человека и животных. Система Н-2 и система HLA: наследование, распределение в тканях, функция. Антигены как индукторы иммунного ответа. Основные понятия антител. История открытия и изучения. Физико-химическая характеристика антител. Молекулярная структура. Роль биохимии и молекулярной биологии в расшифровке структуры и синтеза антител. Специфичность и гетерогенность антител. Структура иммуноглобулина, легкие и тяжелые цепи, вариабельные и константные области. Активные центры молекулы антитела. Классы и подклассы иммуноглобулинов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD. Функциональная и физикохимическая характеристика каждого класса. Гетерогенность иммуноглобулинов. Миелоидные белки. Синтез антител in vitro и гибридомы. Изотипы, аллотипы и идиотипы. Генетический контроль структуры иммуноглобулинов. 5 Механизмы формирования иммунных реакций Понятие о неспецифических и специфических (иммунологических) факторах защиты организма. Неспецифические факторы защиты и резистентности организма: барьерные структуры кожи и слизистых оболочек, бактерицидность ферментов и соков, воспалительные реакции, комплемент, лизоцим, интерферон, В-лизины, фагоцитоз и другие. Специфические факторы защиты. Клеточный и гуморальный иммунитет. Виды иммунитета у различных представителей животного мира: конституциональный (врожденный) и приобретенный (активный и пассивный) и т.д. Эффекторные механизмы иммунитета Роль цитотоксических Т-лимфоцитов, активированных макрофагов, эозинофилов, нейтрофилов, базофилов и других типов клеток. Роль протеолитических ферментов и регуляторных белков в реализации иммунных реакций, включая систему комплемента. Рецепторы Т- и В-лимфоцитов. Медиаторы и гормоны иммунной системы. Взаимодействие клеток в иммунном ответе Афферентный этап. Роль рецепторного аппарата Т- и В-лимфоцитов в распознавании антигена и участие макрофагов в переработке антигена. Центральный этап. Генез и механизм взаимодействия Т- и В-лимфоцитов в периферических органах иммунной системы. Основные этапы клеточных реакций, происходящих в лимфоидных органах. Эфферентный этап. Реализация и понятие об иммунологической памяти. Роль взаимодействия клеток при первичном и вторичном иммунном ответе. Регуляция иммунопоэза. Связь иммунной, эндокринной и нервной систем в поддержании гомеостаза. Трехклеточная система взаимодействия. Двойное распознавание. Распознавание антигена, реакция антиген-антитело Феномены агглютинации, преципитации, лизиса, цитотоксические реакции, реакции связывания комплемента и др. Иммунодиффузионный анализ, иммуноэлектрофорез. Принцип методов. Определение концентрации иммуноглобулинов в сыворотке крови и в секретах методом радиальной иммунодиффузии. Получение моноспецифических антисывороток против иммуноглобулинов разных классов. Иммуносорбция и иммуносорбенты. Значение иммунологических реакций в лабораторной диагностике при выявлении антигенов и антител. Иммунная система Лимфоидные органы, ткани и клетки иммунной системы. Центральные и периферические органы иммунной системы. Структурно-функциональные отношения. Тимус и его центральная роль в иммунитете. История изучения. Основные гормоны тимуса. Иммунобиотехнология – получение и применение различных гормонов и фракций тимуса. Костный мозг. Сумка Фабрициуса. Групповые лимфатические фолликулы (пейеровы бляшки). Лимфатические узлы. Селезенка. Кровь. Клетки иммунной системы. Тимусзависимый путь развития Тлимфоцитов. Тимуснезависимый путь развития В-лимфоцитов. Т-лимфоциты и их субпопуляции. В-лимфоциты и их субпопуляции. Эволюция иммунитета Филогенез иммунного ответа. Развитие иммунологической реактивности в филогенезе. Эволюция лимфоидной системы. Стволовая кроветворная клетка и ее дифференцировка. Формирование и дифференцировка Т-, В- и А-клеточных систем. Эволюция иммуноглобулинов. Онтогенез иммунного ответа. Развитие иммунологической реактивности в онтогенезе. Становление иммунитета в эмбриональном периоде. Развитие лимфоидных органов. 6 Состав и строение центральных органов иммунной системы. Эмбриогенез костного мозга и тимуса. Состав и строение периферических лимфоидных органов, рециркуляция лимфоцитов. Становление антигенной структуры тканей позвоночных в ходе эмбриогенеза. Старение. Иммунная недостаточность. Иммуногенетические основы старения. Причины и механизмы нарушения иммунитета в старости. Возможные механизмы врожденного (первичного) иммунодефицита. Классификация. Врожденные дефекты фагоцитарной системы и системы комплемента. Основные феномены клеточного и гуморального иммунитета Гиперчувствительность немедленного и замедленного типов. Механизм реакции гиперчувствительности немедленного типа. Аллергические антитела – реагины и иммуноглобулины Е. Основные положения учения об аллергии. Виды аллергии, анафилаксия. Аллергия и иммунитет. Классификация аллергенов. Клеточные основы гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). Отличие ГЗТ от реакции гиперчувствительности немедленного типа. Перенос клеточного иммунитета. Сенсибилизация и десенсибилизация. Трансплантационный иммунитет История становления трансплантационной иммунологии. А. Карель, П. Медавар. Определение понятия «трансплантационный иммунитет». Чистолинейные животные. Генетические законы совместимости тканей. Аутотрансплантация. Сингенная и аллогенная трансплантация. Ксенотрансплантация. Иммунологическая природа отторжения. Динамика отторжения. Механизм деструкции трансплантата. Значение системы Н-2 и HLA при трансплантации органов. Клеточные феномены трансплантационного иммунитета. Феномен усиления роста трансплантата. Феномены аллогенной ингибиции, цитопатогенного действия лимфоцитов и другие феномены. Генетический контроль иммунного ответа Динамика антителогенеза. Генетические аспекты антителогенеза. Этапы синтеза иммуноглобулинов, иммунологическая память. Клональность популяции антителопродуцентов. Индивидуальные различия силы иммунного ответа. Гены иммунного ответа (Ir – гены) и их сцепления с главной системой гистосовместимости. Ia – антигены, локализация, структура и участие в представлении антигена лимфоцитам. Генетический контроль иммунного ответа на уровне Т-, В-клеток и макрофагов. Иммунологическая толерантность История развития учения о толерантности. Определение понятия толерантности. Эмбриональный период становления толерантности. Иммунная ареактивность во взрослом состоянии. Роль отдельных клеточных типов в индукции толерантности. Высокодозовая и низкодозовая толерантность. Индукция толерантности после облучения. Роль генотипа в индукции толерантности. Отмена толерантности, аутоиммунная патология. Иммунология репродукции. Иммунологические взаимоотношения в системе «матьплод» . Иммунологические механизмы оплодотворения. Иммунология имплантации. Эмбрион как аллотрансплантат. Иммунологические отношения между организмом матери и плода при нормально протекающей беременности. Иммунологическая реактивность при беременности. Роль трофобласта и плаценты. Околоплодные оболочки и жидкости в регуляции иммунологических отношений мать-плацента-плод. Роль гуморальных и клеточных факторов в течение всего периода беременности вплоть до родов. Болезнь «малорослости». Иммунологический конфликт между организмом матери и плода. Гемолитическая болезнь новорожденных. Способность к образованию Rhантител. Профилактика антирезусной сенсибилизации. 7 Иммунитет к опухолям. Антигенная характеристика опухолевых клеток. Иммунологический надзор и механизмы противоопухолевого иммунитета. Преодоление иммунологического надзора опухолевыми клетками. Разработка способов иммунотерапии злокачественных опухолей. Иммунодефицитные состояния Первичная (врожденная) иммунологическая недостаточность: дефекты фагоцитирующих клеток, недостаточность системы комплемента, дефицит компонентов комплемента С1 – С9, недостаточность В-лимфоцитов, недостаточность Т-лимфоцитов, недостаточность стволовых клеток. Вторичный иммунодефицит: вирусные инфекции, химические и физические факторы, питание (дефицит железа), хронические инфекции, стресс и другие. Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД). Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). 4.3. Структура дисциплины 1 2 3 4 5 Введение. Возникновение и развитие иммунологии. Теории иммунитета Участие в практ. занятии 5 1-2 2 6 2 5 3-6 2 6 2 5 7-10 4 6 4/1 Антигены. Антитела Иммунная система Эволюция иммунитета Основные феномены клеточного и гуморального иммунитета Иммунодефицитные состояния Итого Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) Самостоятельная работа Практ. / из них проводимых в интерактивной форме Лекции Неделя семестра Раздел дисциплины Семестр № п/п ОЧНАЯ ФОРМА ОБУЧЕНИЯ Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) 11-14 5 4 6 4/2 4 6 4/2 16 36 16/5 15-16 5 Опрос Участие в практ. занятии Опрос Участие в практ. занятии Опрос Участие в практ. занятии Опрос Участие в практ. занятии 8 5. Образовательные технологии, применяемые при освоении дисциплины Преподавание курса «Иммунология» основано на проведении традиционных объяснительно-иллюстративных лекций и лабораторных занятий с использованием натуральных объектов, разнообразного лабораторного оборудования и приборов. В процессе изучения курса применяются следующие активные и интерактивные формы проведения занятий: - проблемные лекции и практические занятия по отдельным темам; - использование диспутов, дискуссий; - использование технологии проектного обучения; - использование элементов игровых технологий обучения (предметные, деловые, ролевые, имитационные); - работа в группах сменного состава на лабораторных и практических занятиях; - использование мультимедийного оборудования; - использование информационных технологий обучения (мультимедийные программы, электронные учебники, программы-тренажёры, контролирующие программы). - рейтинговая оценка знаний как инновационный подход к обучению. Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, составляет не менее 20% аудиторных занятий. В преподавании дисциплины могут быть использованы следующие адаптивные технологии: интернет-технологии и дистанционное обучение – для обучающихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата; разноуровневое и дифференцированное обучение – для слабовидящих обучающихся; ИКТ – технологии, использование ассистивных устройств – для слабослышащих студентов. Универсальные технологии тьюторского сопровождения; инклюзивного и адаптивного обучения; определения образовательного маршрута, технология обособленного контроля самостоятельной работы студентов используются для обучения инвалидов и лиц с ОВЗ. Подбор и разработка учебных материалов предоставлять в различных формах: для обучающихся с нарушениями слуха информацию представлять визуально, с нарушением зрения – аудиально. Для лиц с ограниченным зрением изображения микроскопических объектов представлять в форме презентаций. Общение преподавателей с обучающимися осуществлять с помощью дистанционных технологий (сети Интернет, электронной почты, социальных сетей). Выбор мест прохождения практик осуществляется с учетом с ограниченных возможностей здоровья обучающихся. Информационные технологии, используемые при осуществлении образовательного процесса по дисциплине Использование информационных ресурсов, доступных в информационнотелекоммуникационной сети Интернет (см. перечень ресурсов в п. 8 настоящей программы). Составление и редактирование текстов при помощи текстовых редакторов. Создание электронных документов (компьютерных презентаций, видеофайлов, плейкастов и т. п.) по изучаемым темам и электронных коллекций. 6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины Самостоятельная работа по основам иммунологии ориентирована на решение следующих задач: овладение новым учебным материалом; формирование навыков самостоятельного умственного труда и профессиональных умений; закрепление, углубление и систематизация знаний. Для этого необходимо выполнение ряда заданий. Ответить на контрольные вопросы по следующим темам и выполнить реферативную 9 работу: Тема 1. Иммунология 1. Виды и механизмы иммунитета 2. Факторы неспецифической резистентности организмов. 3. Фагоцитоз Тема 2. Общая характеристика иммунной системы организма 1. Иммуно-компетентные клетки 2. формы иммунного ответа 3. генетический иммунного ответа 1. 2. 3. 4. Тема Общая характеристика антител Классы иммуноглобулинов динамика антитела образования современная теория иммуногенеза характеристика реакции антиген- антитело: механизмы, защитная роль, прикладное значение Тематика рефератов 1. Значение работ Луи Пастера. 2. Клеточная теория иммунитета И.И. Мечникова. 3. Гуморальная теория иммунитета П. Эрлиха. 4. Клонально-селекционная теория иммунитета М.Ф. Бернета. 5. Развитие иммунологии на современном этапе. 6. Система Н-2 и система HLA: наследование, распределение в тканях, функция. 7. Механизмы формирования иммунных реакций. 8. Медиаторы и гормоны иммунной системы. 9. Иммунодиффузионный анализ, иммуноэлектрофорез. 10. Развитие иммунологической реактивности в филогенезе. 11. Иммунопатология детского возраста. 12. Причины и механизмы нарушения иммунитета в старости. 13. Аутоиммунные заболевания. 14. Нейрофизиологические процессы в мозге в динамике развития иммунных реакций. 15. Клинические проблемы трансплантации. 16. Иммунологический надзор и механизмы противоопухолевого иммунитета. 17. Особенности иммунологической реактивности в различных климатогеографических условиях: сезонные и суточные колебания, питание, стресс, антропогенные факторы внешней среды, микробное окружение. 18. Сравнительная феноменология трансплантационного иммунитета. 19. Иммунологические отношения между организмом матери и плода при 20. нормально протекающей беременности. 21. Иммунологический конфликт между организмом матери и плода. 22. Первичные и вторичные иммунодефициты, пути их преодоления. 23. Биологические препараты: профилактические, лечебные, диагностические. Перспективы иммунологической диагностики. 24. Значение иммунологического мониторинга в экологических исследованиях. 25. Воспаление как основа иммунных процессов. 1. 2. 3. 4. Вопросы к зачету: Понятие об иммунитете и его виды. Клеточная теория иммунитета. Теория боковых цепей. Развитие иммунологии на современном этапе. 10 5. Свойства и классификация антигенов. 6. Гетерогенность иммуноглобулинов. 7. Главный комплекс гистосовместимости: генетическая организация и основные белки комплекса. 8. Центральные органы иммунной системы. 9. Периферические органы иммунной системы. 10. Иммунологическая толерантность. 11. Неспецифические факторы защиты и резистентности организма. 12. Эффекторные механизмы иммунитета. 13. Взаимодействие клеток в иммунном ответе. 14. Противоинфекционный иммунитет. 15. Аллергия. 16. Анафилаксия. 17. Аутоиммунные состояния. 18. Трансплантационный иммунитет. 19. Противоопухолевый иммунитет. 20. Первичные иммунодефициты. 21. Вторичные иммунодефициты. 22. ВИЧ – инфекция. 23. Иммунологические механизмы оплодотворения. 24. Иммунологический конфликт между организмом матери и плода. 25. Иммунитет новорожденных. 26. Иммунитет при старении. 27. Эволюция иммунных механизмов. 7. Данные для учета успеваемости студентов в БАРС Не планируются в 2014-15 учебном году 8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература: 1. Павлович, С. А. Микробиология с вирусологией и иммунологией : учеб. пособие / С. А. Павлович. – 3-е изд., испр. – Минск : Выш. шк., 2013. – 799 с.: ил. – ISBN 978-985-062237-2. (http://www.bibliorossica.com) 2. Госманов, Р. Г. Микробиология и иммунология / Р. Г. Госманов, А. И. Ибрагимова, А.К. Галлиулин. – Лань, 2013. – 240 с. б) дополнительная литература: 1. Гусев М. В. Микробиология [Текст] : учеб. для студентов биол. спец. вузов / М. В. Гусев, Л. А. Минеева, 2003. - 464 с. 2. Койко, Р. Иммунология : учеб. Пособие. / Р. Койко, Д. Саншайн, Э. Бенджамини; пер.с.англ. А.В. Камаева, А.Ю. Кузнецовой; под ред Н.Б. Серебряной. - М. : Академия, 2008. – 368. 3. Практикум по микробиологии : практикум / А. И. Нетрусов, М. А. Егорова, Л. М. Захарчук ; под ред. : А. И. Нетрусова, 2005. - 608 с. 4. Практикум по иммунологии учеб пособие / под ред. И.А. Кондратьевой, В.Д. Самуилова . – М.: изд-во МГУ 2001.- 224 с. Интернет-ресурсы Официальный сайт Министерства сельского хозяйства Российской 1. www.mcx.ru/ Федерации. 2. www.botsad.msu.ru/ Официальный сайт Ботанического сада Московского государственного университета. 3. www.botsad.osu.ru/ Официальный сайт Ботанического сада Оренбургского 11 государственного университета. 4. www.biophys.msu.ru / Официальный сайт кафедры биофизики Московского государственного университета. 5. Научная электронная библиотека e-library. 6. Основные справочные и поисковые системы: LibNet, MedLine, PubMed, Google, Yandex, Rambler. 9. Материально-техническое обеспечение дисциплины Для проведения лекций необходимы оснащенные мультимедийным оборудованием аудитории. Для лабораторных занятий необходимы термостат, твердые питательные среды, холодильник, пробирки, микробные петли, фотоаппарат, чашки Петри. Программа разработана в 2013 году (одобрена на заседании кафедры биологии и экологии (протокол № _1__ от «__28__» __08__2013 года). Программа актуализирована в 2014 г., (одобрена на заседании кафедры биологии и экологии (протокол №4 от 28.10.2014 года). Автор: Автор к.б.н., преподаватель А.А. Инфантов Зав. кафедрой биологии и экологии к.б.н., доцент А.И. Золотухин Декан факультета естественно-научного и педагогического образования, к.с.-х.н., доцент М.А. Занина