Методические указания к практической работе

Продолжительность занятия: 2 академических часа (90 минут)

Место проведения занятия: учебная аудитория

Материально-техническое оснащение – таблицы, стенды, микроскопы, микропрепараты, вакцины

Хронометраж практического занятия:

1. Вводное слово преподавателя – 5 мин

2. Проверка исходного уровня знаний (тест-контроль) – 15 мин

3. Разбор теоретических вопросов по теме: «Цитокины провоспалительной и противовоспалительной природы» – 30 мин

1. Определение понятий: гормоны и медиаторы иммунной системы

2. Определение цитокинов в сыворотке крови ИФА.

3. Классификация иммунотропных препаратов

4. Принцип назначения иммунотропных препаратов

5. Понятие иммунотерапия

6. Принцип терапии ИТА

7. Аллергены для ИТА

4. Выполнение практической работы – 40 мин

Практическая работа

1. Изучить систему цитокинов по схеме (записать в тетрадь)

2. Изучение гормонов и медиаторов иммунной системы (записать в тетрадь).

Еще до открытия роли Т- и В-лимфоцитов в формировании специфических иммунных реакций, то есть в начале 60-х годов прошлого века, стало известно, что особые вещества, выделяемые из тимуса и названные гормонами, оказывают корригирующее действие при некоторых заболеваниях. Гормоны и медиаторы иммунной системы – это субстанции, обеспечивающие процессы:

- созревания и развития иммунокомпетентных клеток (ИКК);

- взаимодействия ИКК между собой;

- взаимодействие ИС с другими системами организма.

Гормоны – производные тимуса и костного мозга, выработка которых происходит без антигенного стимула.

Медиаторы – сложный динамический комплекс белков крови, секретов ИКК, регулирующих функции не только ИКК, но и других клеток организма. К медиатором следует относить и цитокины.

Цитокины – более узкое понятие, гуморальная составляющая межклеточных взаимодействий в иммунной системе. Гормоны тимуса.

Тимозин (фракция 5), состоит из полипептидов различной молекулярной массы, представленных:

- продуктами разрушения тимоцитов;

- веществами, которые продуцируют тимоциты;

- истинные гормоны, секрет эпителиальных клеток тимуса. Тимозин-5, формирует лимфоцитоз, стимулирует антителообразование, противоопухолевый иммунитет.

Тимопоэтин. Известны 2 его фракции, отличные по аминокислотным последовательностям. Истинный иммуномодулятор, способный в зависимости от исходного функционального уровня подавлять или активировать Т-клетки, не имея непосредственного воздействия на В-лимфоциты.

Схема 25

Система цитокинов

Схема 26

Иммуносупрессия

Тимический гуморальный фактор (ТГФ) – полипептид, обладает стимулирующей активностью в отношении Т-клеток. Механизм действия общий для пептидных гормонов и опосредован эффектами аденилатциклазы.

Тимулин, он же сывороточный тимический фактор (СТФ). Выделен из сыворотки крови, у человека в норме его уровень после 20 лет снижается, а к 50 годам исчезает полностью. В синтезе этого фактора обязательно участие цинка. В настоящее время благодаря различным биотехнологическим приемам из тимуса получен ряд иммунологически активных веществ: Т-активин, тималин, тимоптин, тимопоэтин. Эти факторы способны повышать качество Т-лимфоцитов и их функциональную активность. Способствуют трансформации незрелых клеток в зрелые, стимулируют распознавание Т-зависимых антигенов, хелперную и киллерную активность, повышают выработку интерферонов (ИФН), интенсифицируют фагоцитоз, неспецифическую резистентность, процессы регенерации тканей.

Миелопептиды или пептиды костного мозга – синтезируются клетками костного мозга, не имеют аллогенного (внутри вида) или ксенногенного (различные виды) ограничения. Представляют собой комплекс пептидов, не способных самостоятельно индуцировать иммунный ответ, но обладающих иммунорегуляторными свойствами. Мишенями их эффектов являются лимфоциты и макрофаги. Помимо этого, миелопептиды обладают опиатоподобной активностью, вызывают анальгетический эффект, связываются с опиатными рецепторами мембран лимфоцитов и нейронов, участвуя, таким образом, в нейроиммунном взаимодействии. В настоящее время в составе миелопептидов выделено и охарактеризовано несколько классов пептидов.

Цитокины (ЦК) – факторы полипептидной природы, не относящиеся к иммуноглобулинам, синтезируются лимфоидными и не лимфоидными клетками, обладают прямым действием на функциональную активность иммунокомпетентных клеток. ЦК не способны самостоятельно индуцировать иммунный ответ, но обеспечивают его регуляцию. Цитокины – это медиаторы межклеточных взаимодействий при иммунном ответе, гемопоэзе, воспалительных реакциях. Цитокины осуществляют различные эффекторные функции и служат связующими звеньями между иммунной и другими системами организма. В 1979 году на международном симпозиуме была сформулирована концепция и принципы классификации интерлейкинов. Проблема цитокинов находится в центре внимания практически всех медицинских дисциплин, при этом особые надежды возлагаются на возможное лечебное использование ЦК или их антагонистов.

Цитокины – это «слова» в межклеточном общении, так как:

- одинаковые цитокины продуцируются клетками разной тканевой дифференцировки;

- рецепторы для одноименных цитокинов экспрессируются на различных клетках.

Посредством ЦК и их рецепторов клетки не только «говорят» друг с другом, но и «могут быть услышаны» друг другом. Цитокины лимфоцитов обеспечивают взаимодействие лимфоцитарного иммунитета с другими системами резистентности.

В настоящее время приято выделять следующие группы цитокинов:

1. Интерлейкины – секреторные белки иммунной системы, обеспечивают взаимодействие ИКК между собой и связь иммунной системы с другими системами организма.

2. Интерфероны – открыты как продукты, инфицированных вирусом клеток, отсюда и название: Interfere with – мешать (репликации вирусов). Несмотря на общее родовое название, между известными типами ИФН есть существенные различия (см. предыдущие занятия).

3. Факторы некроза опухоли (ФНО) – цитокины с выраженным цитотоксическим и регуляторным эффектом. Описаны ФНО-α и ФНО-β, он же лимфотоксин.

4. Колониестимулирующие факторы (КСФ) – обеспечивают рост и направленную дифференцировку стволовой кроветворной клетки.

5. Хемокины – вещества необходимы для направленного движения лейкоцитов, хемоаттрактанты.

6. Факторы роста – полипептиды, обеспечивающие рост, дифференцировку, функциональную активность клеток различной тканевой принадлежности, в связи, с чем выделяют фактор роста фибробластов, фактор роста нервов и т.д., отдельно представлен трансформирующий фактор роста – ТФР.

Несмотря на существующие различия, связанные со строением, биологической активностью, цитокины обладают общими свойствами:

- это полипептиды со средней молекулярной массой (не более 30 кД);

- вырабатываются клетками иммунной системы и некоторыми другими клетками в ответ на активацию;

- участники иммунных и воспалительных реакций;

- регулируют их силу и длительность;

- секреция цитокинов занимает крайне малый временной промежуток;

- их синтез всегда начинается с транскрипции генов;

- вырабатываются в крайне низких концентрациях (пг/мл);

- одни и те же цитокины продуцируются различными типами клеток – феномен избыточности (например, ИФНγ продуцируется и Тh1, и цитотоксическими лимфоцитами (ЦТЛ), и NK);

- одни и те же ЦК действуют на различные клетки-мишени – плейотропность (ИФНγ обладает стимулирующей активностью в отношении ЦТЛ, моноцитов-макрофагов, NK, угнетает активность Тh2);

- свои эффекты все цитокины опосредуют через рецепторы на клетках-мишенях. Связывание цитокином комплиментарного рецептора приводит к реализации соответствующего эффекта (активация, пролиферация, дифференцировка или гибель клетки);

- цитокины действуют по принципу сети.

Так, они могут работать:

1) согласованно – синергизм действия, когда эффект является результатом совестного действия нескольких цитокинов (например, провоспалительный эффект, обусловленный ИЛ-1, ИЛ-6, ФНОα или синтез IgE, опосредуемый совместными эффектами ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-13).

2) каскадно – одни цитокины обеспечивают синтез других (например, без ИЛ-12 нет продукции ИФНγ)

3) антагонистично (ИЛ-4 ингибирует синтез ИФНγ, ИЛ-12 препятствует выработке ИЛ-4 и т.д.)

Цитокиновая регуляция функций клеток-мишеней осуществляется:

1. Аутокринно – цитокин воздействует сам на себя: клетка-продуцент цитокина в этом же цитокине нуждается. Так, макрофаги – продуценты и потребители ИЛ-1, а ИФНγ, продуцируемый Тh1, необходим для его полноценного функционирования.

2. Паракринно – наиболее часто осуществляемый принцип, клетка- продуцент находится в контакте с клеткой-мишенью. В качестве примера можно привести взаимодействие между АПК и Тh 0, Тh1-ЦТЛ.

3. Эндокринно – в результате эффект цитокинов реализуется на расстоянии от места его продукции, через систему циркуляции. В частности, пирогенные эффекты ИЛ-1 обеспечиваются его взаимодействием с соответствующими рецепторами в гипоталамической области.

В настоящее время клетки-продуценты, собственно цитокины, а также их антагонисты, специфичные для них рецепторы на клетках-мишенях объединены в единую систему – систему цитокинов.

При этом выделяют 3 группы клеток-продуцентов цитокинов:

- стромальные соединительнотканные клетки, вырабатывают цитокины, ответственные преимущественно за гемопоэз;

- моноциты-макрофаги, в основном продуцируют цитокины –медиаторы воспаления;

- лимфоциты – их цитокины способствуют развитию антигенспецифического иммунного ответа. Биологические эффекты основных цитокинов приведены в таблице 24.

Таблица 24