|
Читайте также: |
На первом этапе инфекции вирусу противостоят неспецифические защитные механизмы. Физическую защиту обеспечивают ороговевающий эпителий кожи и секреты, омывающие поверхность слизистых. После проникновения вируса внутрь клетки важную роль в обеспечении местного иммунитета играют интерфероны и другие цитокины, вырабатываемые зараженными клетками. Вирусные белки, экспрессируемые на клеточной поверхности в комплексе сантигенами HLA, служат мишенью для несущих соответствующие рецепторы Т-лимфоцитов. Гибель зараженных вирусом клеток сопровождается выделением цитокинов, медиаторов воспаления и антигенов, которые вызывают миграцию в очаг первичной инфекции лейкоцитов и развитие воспаления. Особое значение для сдерживания вирусной инфекции в первые дни после заражения имеют интерфероны и NK-лимфоциты. Гранулоциты и макрофаги обеспечиваютфагоцитоз и разрушение вирусов, особенно после начала выработки антител.
К концу первой - началу второй недели после заражения наблюдается активация гуморальногои клеточного иммунитета: появляются антитела к вирусу; накапливаются специфичные к данному вирусу лимфоциты CD4 (Т-хелперы), ограниченные по HLA класса II, и лимфоциты CD8 (цитотоксические Т-лимфоциты), ограниченные по HLA класса I.
Интенсивность иммунного ответа, от которой зависит скорость выздоровления, как правило, нарастает на протяжении второй и третьей недель после заражения. Кроме того, между второй и третьей неделями происходит переключение синтеза классов иммуноглобулинов (с IgM на IgG), и на поверхности слизистых появляются специфичные к данному вирусу IgA. Антителанейтрализуют вирусы, связываясь с их поверхностью и тем самым предотвращая адсорбцию вирусов на клеточной поверхности или их проникновение внутрь клетки. Нейтрализующая способность антител обычно усиливается в присутствии комплемента.
Клетки, зараженные вирусами, имеющими внешнюю оболочку, обычно содержат гликопротеиды внешней оболочки вируса в составе клеточной мембраны. Такие клетки могут лизироваться антителами к вирусным гликопротеидам при участии комплемента. Выработка антител и накопление лимфоцитов CD4 и CD8 обычно продолжаются в течение нескольких месяцев после первичной инфекции, а небольшое количество клеток памяти надолго сохраняется в организме. При повторном контакте с возбудителем клетки памяти начинают быстро пролиферировать, обеспечивая быструю выработку антител и препятствуя заражению тем же вирусом. Т-лимфоциты, вероятно, обеспечивают более кратковременную иммунологическую память, и поэтому вторичный клеточный иммунный ответ развивается медленнее, чем вторичныйгуморальный ответ, особенно если между первичной инфекцией и повторным контактом с возбудителем прошло много лет.
Некоторые вирусы содержат факторы, помогающие преодолеть защитные механизмы. Например, вирус-ассоциированные РНК аденовирусов препятствуют блокирующему действиюинтерферонов на синтез белка в зараженных клетках; белок E1A аденовирусов препятствует активации транскрипции некоторых генов в ответ на интерфероны; белок ЕЗ аденовирусовпредотвращает цитолиз, вызываемый ФНО, и блокирует синтез HLA класса I в зараженной клетке; белок ICP47 вируса простого герпеса и белок US1 цитомегаловируса блокируют представление антигенов с помощью HLA класса I.
Механизмы подавления действия интерферонов, NK-лимфоцитов и лимфоцитов CD8 появились у многих вирусов в процессе эволюции, что отражает важность этих факторов для борьбы с вирусной инфекцией, а также свидетельствует об избыточности защитных факторов организма. Даже при блокировании вирусами одного или нескольких защитных факторов организм подавляющего большинства людей с нормальным иммунитетом способен успешно бороться с инфекцией.
Накоплено много сведений о значении специфического иммунитета для защиты от вирусной инфекции. Недостаточность клеточного иммунитета часто проявляется тяжелой первичной или рецидивирующей инфекцией, вызванной герпесвирусами (ДНК-содержащие вирусы). Устойчивость организма ко многим РНК-содержащим вирусам в значительной степени обусловлена антителами. Однако ослабление симптомов заболевания, вызванногогерпесвирусами, на фоне лечения нормальными иммуноглобулинами говорит о важной роли антител в защите и от этой инфекции. И наоборот, Т-лимфоциты - важный фактор защиты отРНК-содержащих вирусов, что подтверждается, в частности, наличием цитотоксических лимфоцитов CD8, несущих рецепторы к белку NP (нуклеопротеид) вируса гриппа. Дефицит одного из защитных факторов, таких, как интерферон, NK-лимфоциты, В-лимфоциты или Т-лимфоциты, в большинстве случаев компенсируется другими.
Факторы, обусловливающие устойчивость к вирусным инфекциям, иногда оказывают повреждающее действие на органы и ткани, внося вклад в развитие патологических проявлений инфекции. Воспалительная реакция, необходимая для эффективного подавления возбудителя в очагах инфекции, одновременно вызывает гибель клеток и участвует в патогенезе местных и общих симптомов болезни. Вирусная инфекция может приводить и к аутоиммунному поражению нервных или других клеток. Предполагают, что такое действие отчасти обусловлено перекрестными реакциями между вирусными и клеточными антигенами. Хотя такие реакции воспроизведены в экспериментах на животных, их роль в развитии аутоиммунных нарушений при первичной или рецидивирующей вирусных инфекциях у человека не установлена.
Вопрос 28.
Антитела (иммуноглобулины, ИГ, Ig) — это особый класс гликопротеинов, присутствующих на поверхности B-лимфоцитов в виде мембраносвязанных рецепторов и в сыворотке крови и тканевой жидкости в виде растворимых молекул, и обладающих способностью очень избирательно связываться с конкретными видами молекул, которые в связи с этим называют антигенами. Антитела являются важнейшим фактором специфического гуморального иммунитета. Антитела используются иммунной системой для идентификации и нейтрализации чужеродных объектов — например, бактерий и вирусов. Антитела выполняют две функции: антиген-связывающую и эффекторную (вызывают тот или иной иммунный ответ, например, запускают классическую схему активации комплемента).
Антитела синтезируются плазматическими клетками, которыми становятся некоторые В-лимфоциты в ответ на присутствие антигенов. Для каждого антигена формируются соответствующие ему специализировавшиеся плазматические клетки, вырабатывающие специфичные для этого антигена антитела. Антитела распознают антигены, связываясь с определённымэпитопом — характерным фрагментом поверхности или линейной аминокислотной цепи антигена.
Антитела состоят из двух лёгких цепей и двух тяжелых цепей. У млекопитающих выделяют пять классов антител (иммуноглобулинов) — IgG, IgA, IgM, IgD, IgE, различающихся между собой по строению и аминокислотному составу тяжёлых цепей и по выполняемым эффекторным функциям.
Антитела являются относительно крупными (~150 кДа — IgG) гликопротеинами, имеющими сложное строение. Состоят из двух идентичных тяжелых цепей (H-цепи, в свою очередь состоящие из VH, CH1, шарнира, CH2 и CH3 доменов) и из двух идентичных лёгких цепей (L-цепей, состоящих из VL и CL доменов). К тяжелым цепям ковалентно присоединены олигосахариды. При помощи протеазы папаина антитела можно расщепить на два Fab (англ. fragment antigen binding — антиген-связывающий фрагмент) и один Fc (— фрагмент, способный к кристаллизации). В зависимости от класса и исполняемых функций антитела могут существовать как в мономерной форме (IgG, IgD, IgE, сывороточный IgA), так и волигомерной форме (димер-секреторный IgA, пентамер — IgM). Всего различают пять типов тяжелых цепей (α-, γ-, δ-, ε-и μ- цепи) и два типа легких цепей (κ-цепь и λ-цепь).
Клонально-селекционная теория имеет в виду то, что каждый лимфоцит синтезирует антитела только одной определенной специфичности. И эти антитела располагаются на поверхности этого лимфоцита в качестве рецепторов.
Как показывают опыты, все поверхностные иммуноглобулины клетки имеют одинаковый идиотип: когда растворимый антиген, похожий на полимеризованный флагеллин, связывается со специфической клеткой, то все иммуноглобулины клеточной поверхности связываются с данным антигеном и они имеют одинаковую специфичность то есть одинаковый идиотип.
Антиген связывается с рецепторами, затем избирательно активирует клетку с образованием большого количества антител. И так как клетка синтезирует антитела только одной специфичности, то эта специфичность должна совпадать со специфичностью начального поверхностного рецептора.
Специфичность взаимодействия антител с антигенами не абсолютна, они могут в разной степени перекрестно реагировать с другими антигенами. Антисыворотка, полученная к одному антигену, может реагировать с родственным антигеном, несущим одну или несколько одинаковых или похожих детерминант. Поэтому каждое антитело может реагировать не только с антигеном, который вызвал его образование, но и с другими, иногда совершенно неродственными молекулами. Специфичность антител определяется аминокислотной последовательностью их вариабельных областей.
Вопрос 29
В зависимости от строения и выполняемых функций, различают пять классов иммуноглобулинов: G, M, E, A, D. Классы иммуноглобулинов делятся на подклассы.Молекулы иммуноглобулинов симметричны. Они построены из "легких" (ок. 220 аминокислотных остатков) и "тяжелых" (450-600 аминокислотных остатков) полипептидных цепей (соотв. L- и Н-цепи), скрепленныхдисульфидными связями и нековалентными взаимодействиями (см., напр., на рис. 1 схему строения IgG). Вантителах человека обнаружено два вида легких цепей ((и l) и пять видов тяжелых цепей (g, m, a, d и e), отличающихся аминокислотной последовательностью. При обозначении иммуноглобулинов в ниж. индексах греческих букв цифры показывают, сколько цепей содержится в молекуле. Тяжелые цепи, характерные для каждого из классов и подклассов иммуноглобулинов, содержат по одному или более олигосахаридному фрагменту.
Иммуноглобулин G (IgG) Это основной класс иммуноглобулинов, содержащихся в сыворотке крови (70-75% от всех антител); представлен четырьмя подклассами (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), каждый из которых выполняет свои уникальные функции; в основном обеспечивает вторичный иммунный ответ, начиная вырабатываться спустя несколько дней после иммуноглобулинов класса М; сохраняется в организме длительно - таким образом, не дает повторно заболеть перенесенной инфекцией (например, ветряной оспой); обеспечивает иммунитет, направленный на нейтрализацию вредных токсических веществ микроорганизмов; имеет малые размеры, что позволяет ему беспрепятственно проникать во время беременности через плаценту к плоду, защищая его от инфекций.
Иммуноглобулин М (IgM) Начинает вырабатываться сразу после попадания неизвестного чужеродного агента в организм, являясь первой линией защиты от антигенов; в норме его количество – около 10% от общего числа иммуноглобулинов; антитела класса М - наиболее крупные, поэтому во время беременности присутствуют только в крови матери, и не способны проникать к плоду.
Иммуноглобулин Е (IgE) В норме практически отсутствует в крови; участвует в возникновении аллергических реакций, защите от паразитарных инфекций; после присоединения антигена к IgE происходит выброс гистамина и серотонина - веществ, отвечающих за возникновение отека, зуда, жжения, высыпаний и других характерных проявлений аллергии; если иммуноглобулин Е повышен - это может говорить о склонности организма к аллергической патологии, так называемой атопии (пример – атопический дерматит).
Иммуноглобулин А (IgA) В сыворотке крови его содержание - около 15-20% от всех иммуноглобулинов; его основная функция – защита слизистых оболочек от микроорганизмов и других чужеродных веществ, поэтому его также называют секреторным; иммуноглобулины класса А обнаруживаются в секретах слюнных и слезных желез, молоке, на слизистых оболочках дыхательной и мочеполовой систем.
Иммуноглобулин D (IgD) В норме его концентрация в крови крайне мала (менее 1% от общего количества антител), а функции до конца неясны.
Частная микробиология.
Вопрос 20.
Бактерии, как известно, относятся к одноклеточным, бесхлорофильным растительным организмам размером до 5 мк, размножающимся простым делением на две клетки через каждые 20 мин. Многие из них являются сапрофитами, а некоторые обладают паразитическими свойствами, сохраняя в то же время способность к сапрофитному образу жизни. Ряд видов бактерий приспособлен к жизни в почве, например виды Azotobacter, использующие атмосферный азот и выделяющие в почву его растворимые соединения, клубеньковые бактерии (род Ruisobium) — симбионты бобовых растений, и т. д.
Бактерии способны выносить длительное высушивание, действие высокого давления и высокого вакуума, а некоторые из них — действие таких низких температур, как температура жидкого воздуха, и таких высоких, при которых свертывается белок крови и яйца.
Многие бактерии приносят человечеству большую пользу, участвуя в различных процессах, происходящих в природе (круговорот веществ, разложение растительных и животных остатков и др.). Однако имеются виды, вызывающие болезни у человека, животных и растений. Бактерии, вызывающие болезни у растений, называются фитопатогенными, а эти болезни — бактериозами. Заражение растений бактериальными болезнями может осуществляться через семена, клубнями, черенками и живыми растениями (вегетирующими), которые несут на своей поверхности бактерии или заражены ими.
Весьма значительную роль в распространении бактериозов играют насекомые, грызуны и птицы. Распространителем может быть и человек, если он, например, производя обрезку ветвей у растений, пораженных болезнью и у здоровых деревьев, кустарников и цветочных культур, не стерилизует инструменты, не дезинфицирует почву и стеллажи, не уничтожает зараженные остатки растений.
Большой запас фитопатогенных бактерий содержит почва.
Различают два типа бактериозов: общий и местный. Общий — это поражение корней или сосудистой системы, ведущее к гибели растения. Местный — это поражение, ограниченное отдельными частями или органами растения. При этом поражаются паренхимные ткани, вследствие чего данный тип поражения называется паренхиматозным. Возможен смешанный тип поражения — сосудисто-паренхиматозный. Особняком стоят болезни, связанные с появлением на растениях опухолей.
В случае поражения сосудистой системы увядает все растение или его отдельные части (ветви, листья или дольки листа). Возможно увядание сразу всего растения или постепенная его гибель, начиная с отдельных листьев, а затем стеблей. Увядание может быть вызвано двумя причинами: а) задержкой водного тока в растении вследствие механической закупорки водопроводящей системы образующимися там тиллами, зооглеями и камедями; б) токсическим действием бактерии на ткани растения.
При паренхиматозных поражениях наблюдаются следующие патологические изменения у растений: загнивание тканей, которое может быть локальным (связанное с поражением отдельных участков) или общим, когда загнивает растение целиком; некрозы, которые могут быть двух типов: пятнистости и ожоги. Первые характеризуются изменением окраски пораженных тканей в бурый или черный цвет с одновременным частичным их отмиранием. Для ожогов типично быстрое почернение и отмирание отдельных органов или частей растения: цветочных и листовых почек, молодых листьев, цветков, коры и др.
Для смешанного поражения характерно, помимо закупорки сосудистой системы, разрушение прилегающих к ней паренхимы, коры и сердцевины.
образование опухолей у растений.
У многих растений встречаются опухоли корневой шейки. Эти разрастания
ткани уменьшают поток питательных веществ между подземными и надземными
частями. У многих растений такие опухоли можно вызвать экспериментально;
типичные результаты получаются больше чем у половины изученных видов (рис.
1). Возбудителем является Agrobacterium tumefaciens – грам-отрицательная
почвенная бактерия с перитрихальными жгутиками, сходная с представителем
рода Rhizobium. Бактерии проникают в ткань через поврежденные участки и
размножаются в межклетниках. Бывают вирулентные и авирулентные штаммы A.
tumefaciens; вирулентные содержат большую плазмиду, так называемую Ti-
плазмиду (Ti – Tumor Inducing, индуцирующая опухоль). После заражения ткани
плазмиды проникают в растительные клетки.
Плазмидная ДНК прочно интегрируется в хромосомную ДНК растительных
клеток и вызывает их опухолевый рост. Путем прививки таких клеток можно
передать опухоль здоровому растению; таким образом, после того как клетки
претерпели опухолевую трансформацию, бактерия и ее плазмида становятся уже
ненужными. Интегрированная ДНК плазмиды ответственна также за способность
клеток вырабатывать новые ферменты, с помощью которых синтезируются
аминокислоты октопин и нопалин, так называемые опины. Эти аминокислоты
могут использоваться бактерией A. tumefaciens в качестве источника углерода
и азота. Благодаря Ti-плазмиде Agrobacterium получает, таким образом,
преимущественный доступ к продуктам фотосинтеза растения: Ti-плазмида
обеспечивает образование аминокислот, которые могут быть усвоены только
этой бактерией.
Наряду с этим Ti-плазмида представляет собой естественный генный вектор
для переноса чужеродной ДНК в растения. Гены, определяющие опухолевый рост,
можно выделить из плазмиды и заменить другими генами. Из тканей, состоящих
из клеток, трансформированных видоизмененной плазмидой, удавалось
регенерировать целые растения табака, которые росли совершенно нормально и
вдобавок ко всему синтезировали опины. Таким образом, гены чужеродной ДНК
передавались как доминантные факторы в соответствии с обычными законами
наследственности.
Вопрос 21.
Грибы́ — царство живой природы, объединяющееэукариотические организмы, сочетающие в себе некоторые признаки, какрастений, так и животных.
Грибы-паразиты могут быть могут быть факультативными или облигатными; чаще они паразитируют на растениях, чем на животных. Облигатные паразиты, как правило, не вызывают гибели своих хозяев, тогда как факультативные паразиты делают это часто и потом живут сапрофитно на мертвых остатках. К облигатным паразитам относятся настоящие мучнисторосные, ложные мучнисторосные,ржавчинные и головневые грибы. Все они, как правило, ограничены узким кругом хозяев, от которых им нужен специфический набор питательных веществ. Факультативные паразиты обычно менее специализированы. Они растут и развиваются на самых разных субстратах и разных хозяевах. Некоторые из них, например Phytophthora infestans (картофельная гниль), имеют вполне определенный круг хозяев.
Если хозяином служит растение, то гифы гриба проникают через устьица, или прямо сквозь кутикулу и эпидермис, или же через раны. Попав внутрь растения, гифы обычно ветвятся, распространяясь между клетками; иногда они выделяют пектиназы, которые переваривают ткань растения, и таким образом прокладывают себе дорогу через срединную пластинку. Заболевание может быть системным, т.е. захватывать все ткани хозяина, или же может ограничиваться небольшой частью растения.
Факультативные паразиты обычно продуцируют достаточно пектиназ, чтобы вызвать "мягкую гниль" пораженной ткани и превратить ее в "кашу". Затем с помощью целлюлазы, переваривающей клеточные стенки, они инвазируют отдельные клетки и убивают их. Содержимое клетки поглощается сразу же или после дальнейшего переваривания грибными ферментами. Облигатные паразиты для проникновения в клетки растений-хозяев и высасывания из них питательных веществ образуют специальные выросты, которые называются гаусториями. Гаустория - это видоизмененный вырост гифы, обладающий большой поверхностью. Такой вырост проникают в живую клетку, не разрушая плазматической мембраны и не убивая саму клетку. Благоденствие паразита зависит от продолжительности жизни самого хозяина. У факультативных паразитов гаустории образуются редко.
Жизненный цикл у паразитических грибов иногда бывает очень сложным. Это особенно относится к таким облигатным паразитам, как ржавчинные грибы, жизненный цикл которых состоит из нескольких стадий и при этом еще включает более одного хозяина. У облигатных паразитов в результате полового размножения образуются устойчивые споры, что обычно совпадает со смертью самого хозяина. Такие споры могут зимовать.
НЕКРОТРОФНЫЕ МИКОПАРАЗИТЫ — паразитные грибы, которые сначала убивают клетки хозяина, образуя антибиотики или ферменты, а затем питаются содержимым отмерших клеток.
Большую роль в жизни некротрофов играют образуемые ими антибиотики. Трихотециум розовый, глиоклядиум розовый, триходерма зеленая, пенициллы, аспергиллы, вызывают быструю гибель пораженных структур хозяина, сильно замедляют или полностью подавляют его развитие. Поселяясь на спорообразующих структурах грибов, они ограничивают их спороношение, снижают жизнеспособность или вызывают гибель спор. Эти грибы представляют интерес с практической точки зрения, на основе их свойств разрабатываются биологические методы борьбы с грибными паразитами растений. Образуя антибиотики и ферменты (хетиназа, глюкопазы), эти грибы подавляют развитие фитопатогенных грибов, разрушая их клеточные стенки. Один из антибиотиков микопаразитов — трихотецин уже производит промышленность, его применяют в растениеводстве и животноводстве для борьбы с болезнями, вызываемыми грибами.
Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 135 | Нарушение авторских прав