Il concetto di immunità indica l'immunità del corpo a qualsiasi agente geneticamente alieno, compresi i patogeni e i loro veleni (dal latino immunitas - liberazione da qualcosa).

Quando strutture geneticamente aliene (antigeni) entrano nel corpo, il intera linea meccanismi e fattori che riconoscono e neutralizzano queste sostanze estranee all'organismo.

Il sistema di organi e tessuti che svolge reazioni protettive del corpo contro le violazioni della costanza del suo ambiente interno (omeostasi) è chiamato sistema immunitario.

La scienza dell'immunità - l'immunologia studia le reazioni del corpo a sostanze estranee, inclusi i microrganismi; reazioni del corpo a tessuti estranei (compatibilità) ea tumori maligni; determina i gruppi sanguigni immunologici, ecc. Le basi dell'immunologia furono poste dalle osservazioni spontanee degli antichi sulla possibilità di proteggere artificialmente una persona da una malattia infettiva. Le osservazioni di persone che erano al centro dell'epidemia hanno portato alla conclusione che non tutti si ammalano. Quindi, coloro che sono guariti da questa malattia non si ammalano di peste; il morbillo di solito si ammala una volta durante l'infanzia; quelli che hanno avuto il vaiolo bovino non si ammalano di vaiolo, ecc.

Esistono metodi noti di popoli antichi per proteggersi dai morsi di serpente strofinando piante strofinate con veleno di serpente in tacche sulla pelle; per proteggere gli armenti dalla perippolmonite dei bovini, facendo anche delle tacche sulla pelle con un pugnale, precedentemente immerso nei polmoni di un toro morto per questa malattia.

E. Jenner (1876) fece la prima vaccinazione artificiale per prevenire l'infezione. Tuttavia, solo L. Pasteur è stato in grado di comprovare scientificamente i principi della protezione artificiale contro le malattie infettive. Ha dimostrato che l'infezione con agenti patogeni indeboliti porta all'immunità del corpo dopo ripetuti incontri con questi microrganismi.

Pasteur ha sviluppato farmaci che prevenivano l'antrace e la rabbia.

L'immunologia ha ricevuto ulteriore sviluppo nelle opere di I. I. Mechnikov sull'importanza dell'immunità cellulare (fagocitosi) e P. Ehrlich sul ruolo dei fattori umorali (fluidi corporei) per lo sviluppo dell'immunità.

Attualmente, l'immunologia è una scienza in cui la protezione contro le malattie infettive è solo uno degli anelli. Spiega le cause della compatibilità dei tessuti e del rigetto durante il trapianto di organi, la morte del feto in una situazione di conflitto Rh, le complicazioni durante la trasfusione di sangue, risolve i problemi della medicina legale, ecc.

I principali tipi di immunità sono mostrati nel diagramma.

Immunità ereditaria (di specie).

L'immunità ereditaria (di specie) è la forma più duratura e perfetta di immunità, dovuta a fattori ereditari di resistenza (resistenza).

È noto che l'uomo è immune dalla peste di cani e bovini e che gli animali non si ammalano di colera e difterite. Tuttavia, l'immunità ereditaria non è assoluta: creando condizioni speciali e sfavorevoli per un macroorganismo, è possibile modificare la sua immunità. Ad esempio, il surriscaldamento, il raffreddamento, il beri-beri, l'azione degli ormoni portano allo sviluppo di una malattia solitamente insolita per una persona o un animale. Quindi, Pasteur, raffreddando i polli, li ha causati, quando infettati artificialmente, con l'antrace, che loro condizioni normali non ammalarti.

immunità acquisita

L'immunità acquisita in una persona si forma durante la vita, non è ereditata.

immunità naturale. L'immunità attiva si forma dopo una malattia (si chiama post-infettiva). Nella maggior parte dei casi persiste a lungo: dopo morbillo, varicella, peste, ecc. Tuttavia, dopo alcune malattie, la durata dell'immunità è breve e non supera un anno (influenza, dissenteria, ecc.). A volte l'immunità attiva naturale si sviluppa senza una malattia visibile. Si forma a seguito di infezione latente (latente) o infezione ripetuta con piccole dosi dell'agente patogeno che non causano una malattia pronunciata (immunizzazione frazionata, domestica).

L'immunità passiva è l'immunità dei neonati (placentare), acquisita da loro attraverso la placenta durante lo sviluppo fetale. I neonati possono anche ottenere l'immunità dal latte materno. Questo tipo di immunità è di breve durata e di solito scompare entro 6-8 mesi. Tuttavia, l'importanza dell'immunità passiva naturale è grande: garantisce l'immunità dei bambini alle malattie infettive.

immunità artificiale. Una persona acquisisce un'immunità attiva a seguito dell'immunizzazione (vaccinazioni). Questo tipo di immunità si sviluppa dopo l'introduzione nel corpo di batteri, i loro veleni, virus, indeboliti o uccisi. diversi modi(vaccinazioni contro pertosse, difterite, vaiolo).

Allo stesso tempo, nel corpo avviene una ristrutturazione attiva, finalizzata alla formazione di sostanze che hanno un effetto dannoso sull'agente patogeno e sulle sue tossine (anticorpi). C'è anche un cambiamento nelle proprietà delle cellule che distruggono i microrganismi e i loro prodotti metabolici. Lo sviluppo dell'immunità attiva avviene gradualmente nell'arco di 3-4 settimane e persiste per un tempo relativamente lungo - da 1 a 3-5 anni.

L'immunità passiva viene creata introducendo anticorpi già pronti nel corpo. Questo tipo di immunità si verifica immediatamente dopo l'introduzione di anticorpi (sieri e immunoglobuline), ma dura solo 15-20 giorni, dopodiché gli anticorpi vengono distrutti ed espulsi dal corpo.

Il concetto di "immunità locale" è stato introdotto da A. M. Bezredka. Credeva che le singole cellule e i tessuti del corpo avessero una certa suscettibilità. Immunizzandoli, creano, per così dire, una barriera alla penetrazione di agenti infettivi. Allo stato attuale, l'unità del locale e immunità generale. Ma il significato dell'immunità dei singoli tessuti e organi ai microrganismi è fuori dubbio.

Oltre alla suddetta divisione dell'immunità per origine, esistono forme di immunità dirette a diversi antigeni.

Immunità antimicrobica si sviluppa in malattie causate da vari microrganismi o con l'introduzione di vaccini corpuscolari (da microrganismi vivi, indeboliti o uccisi).

Immunità antitossica prodotto in relazione a veleni batterici - tossine.

Immunità antivirale formato dopo malattie virali. Questo tipo di immunità è per lo più lungo e persistente (morbillo, varicella, ecc.). L'immunità antivirale si sviluppa anche quando viene immunizzata con vaccini virali.

Inoltre, l'immunità può essere suddivisa in base al periodo di rilascio del corpo dall'agente patogeno.

Immunità sterile. La maggior parte degli agenti patogeni scompare dal corpo quando una persona si riprende. Questo tipo di immunità è chiamato sterile (morbillo, vaiolo, ecc.).

Immunità non sterile. La suscettibilità all'agente eziologico dell'infezione persiste solo durante la sua permanenza nell'organismo ospite. Tale immunità è chiamata non sterile o infettiva. Questo tipo di immunità si osserva nella tubercolosi, nella sifilide e in alcune altre infezioni.

Domande di controllo

1. Cos'è l'immunità?

2. Quali forme di immunità conosci?

L'immunità umana alle malattie infettive è dovuta all'azione combinata di fattori protettivi non specifici e specifici.

Non specifiche sono le proprietà innate del corpo che contribuiscono alla distruzione di un'ampia varietà di microrganismi sulla superficie del corpo umano e nelle cavità del suo corpo.

Lo sviluppo di specifici fattori di difesa avviene dopo che il corpo entra in contatto con agenti patogeni o tossine; l'azione di questi fattori è diretta solo contro questi agenti patogeni o le loro tossine.

Fattori di difesa corporea aspecifici

Ci sono fattori meccanici, chimici e biologici che proteggono il corpo da effetti dannosi vari microrganismi.

Pelle. La pelle integra costituisce una barriera alla penetrazione dei microrganismi. In questo caso sono importanti i fattori meccanici: il rigetto dell'epitelio e la secrezione delle ghiandole sebacee e sudoripare, che contribuiscono alla rimozione dei microrganismi dalla pelle.

Il ruolo dei fattori di protezione chimica è svolto anche dalle secrezioni delle ghiandole della pelle (sebacee e sudoripare). Contengono acidi grassi e lattici, che hanno un effetto battericida (uccidono i batteri).

I fattori di protezione biologica sono dovuti all'effetto dannoso della normale microflora della pelle sui microrganismi patogeni.

membrane mucose diversi organi sono una delle barriere alla penetrazione dei microrganismi. Nel tratto respiratorio, la protezione meccanica viene eseguita con l'aiuto dell'epitelio ciliato. Il movimento delle ciglia dell'epitelio della tomaia vie respiratorie sposta costantemente il film di muco insieme a vari microrganismi verso le aperture naturali: la cavità orale e i passaggi nasali. I peli delle vie nasali hanno lo stesso effetto sui batteri. La tosse e gli starnuti aiutano a rimuovere i microrganismi e ne prevengono l'aspirazione (inalazione).

Lacrime, saliva, latte materno e altri fluidi corporei contengono lisozima. Ha un effetto distruttivo (chimico) sui microrganismi. L'ambiente acido del contenuto gastrico colpisce anche i microrganismi.

La normale microflora delle mucose, in quanto fattore di protezione biologica, è antagonista dei microrganismi patogeni.

Domande di controllo

1. Cosa sono i fattori protettivi non specifici?

2. Quali fattori impediscono la penetrazione di microrganismi patogeni attraverso la pelle e le mucose?

Infiammazione- la reazione di un macroorganismo a particelle estranee che penetrano nel suo ambiente interno. Una delle cause dell'infiammazione è l'introduzione di agenti infettivi nel corpo. Lo sviluppo dell'infiammazione porta alla distruzione di microrganismi o al rilascio da essi.

L'infiammazione è caratterizzata da una violazione della circolazione del sangue e della linfa nella lesione. È accompagnato da febbre, gonfiore, arrossamento e dolore.

Fattori di difesa cellulare aspecifici

Fagocitosi

Uno dei principali meccanismi di infiammazione è la fagocitosi, il processo di assorbimento dei batteri.

Il fenomeno della fagocitosi fu descritto per la prima volta da I. I. Mechnikov. Ha iniziato a studiare la fagocitosi da un'ameba unicellulare, per la quale la fagocitosi è un modo di digerire il cibo. Dopo aver tracciato questo processo in diverse fasi dello sviluppo del mondo animale, I. I. Mechnikov lo completò con la scoperta di cellule umane specializzate, con l'aiuto delle quali la distruzione di batteri, il riassorbimento di cellule morte, focolai di emorragie, ecc. di grande importanza.

Varie cellule del corpo (leucociti del sangue, cellule endoteliali dei vasi sanguigni) hanno attività fagocitica. Questa attività è più pronunciata nei leucociti polimorfonucleati mobili, nei monociti del sangue e nei macrofagi tissutali, in misura minore nelle cellule midollo osseo. Tutte le cellule fagocitiche mononucleari (e i loro precursori del midollo osseo) sono combinate in un sistema di fagociti mononucleari (MPS).

Le cellule fagocitiche hanno lisosomi che contengono più di 25 diversi enzimi idrolitici e proteine ​​con proprietà antibatteriche.

Fasi della fagocitosi. Fase 1: l'approccio del fagocita all'oggetto dovuto all'influenza chimica di quest'ultimo. Questo movimento è chiamato chemiotassi positiva (verso l'oggetto).

Fase 2 - adesione di microrganismi ai fagociti.

Fase 3: assorbimento di microrganismi da parte della cellula, formazione di fagosomi.

Fase 4: la formazione di un fagolisosoma, dove entrano enzimi e proteine ​​​​battericide, la morte e la digestione dell'agente patogeno.

Il processo che termina con la morte dei microbi fagocitati è chiamato fagocitosi completa.

Tuttavia, alcuni microrganismi, essendo all'interno dei fagociti, non muoiono e talvolta addirittura si moltiplicano in essi. Questi sono gonococchi, Mycobacterium tuberculosis, Brucella. Questo fenomeno è chiamato fagocitosi incompleta; mentre i fagociti muoiono.

Come altre funzioni fisiologiche, la fagocitosi dipende dallo stato del corpo: il ruolo regolatore del sistema nervoso centrale, l'alimentazione, l'età.

L'attività fagocitica dei leucociti cambia in molte e spesso malattie non infettive. Determinando una serie di indicatori di fagocitosi, è possibile stabilire il decorso della malattia: recupero o deterioramento delle condizioni del paziente, efficacia del trattamento, ecc.

Per valutare lo stato funzionale dei fagociti, l'attività di assorbimento è spesso determinata da due test: 1) indice fagocitico - la percentuale di cellule fagocitiche (il numero di leucociti con microbi assorbiti su 100 osservati); 2) numero fagocitico - il numero medio di microbi o altri oggetti di fagocitosi assorbiti da un leucocita.

Le capacità battericide dei fagociti sono determinate dal numero di lisosomi, dall'attività degli enzimi intracellulari e da altri metodi.

L'attività della fagocitosi è associata alla presenza di anticorpi nel siero del sangue - opsonine. Questi anticorpi migliorano la fagocitosi, preparando la superficie cellulare per l'assorbimento da parte del fagocita.

L'attività della fagocitosi determina in gran parte l'immunità del corpo a un particolare agente patogeno. In alcune malattie, la fagocitosi è il principale fattore protettivo, in altre è ausiliario. Tuttavia, in tutti i casi, la mancanza di capacità fagocitica delle cellule peggiora drasticamente il decorso e la prognosi della malattia.

Reattività cellulare

Sviluppo processo infettivo e la formazione dell'immunità dipendono completamente dalla sensibilità primaria delle cellule al patogeno. L'immunità delle specie ereditarie è un esempio della mancanza di sensibilità delle cellule di una specie animale ai microrganismi patogeni per gli altri. Il meccanismo di questo fenomeno non è ben compreso. È noto che la reattività cellulare cambia con l'età e sotto l'influenza di vari fattori(fisico, chimico, biologico).

Domande di controllo

1. Cos'è la fagocitosi?

2. Quali fasi della fagocitosi conosci?

3. Cos'è la fagocitosi completa e incompleta?

Fattori umorali di protezione aspecifica

Oltre ai fagociti, nel sangue sono presenti sostanze solubili non specifiche che hanno un effetto dannoso sui microrganismi. Questi includono complemento,propridina, β-lisina, x-lisina, eritrina, leuchina, plachina, lisozima, ecc.

Il complemento (dal latino complementum - addizione) è un complesso sistema di frazioni proteiche del sangue che ha la capacità di lisare microrganismi e altre cellule estranee, come i globuli rossi. Esistono diversi componenti del complemento: C 1, C 2, C 3, ecc. Il complemento viene distrutto a una temperatura di 55 ° C per 30 minuti. Questa proprietà è chiamata termolabilità. Viene anche distrutto dall'agitazione, sotto l'influenza dei raggi UV, ecc. Oltre al siero del sangue, il complemento si trova in vari fluidi corporei e nell'essudato infiammatorio, ma è assente nella camera anteriore dell'occhio e nel liquido cerebrospinale.

Properdin (dal latino proprede - preparare) è un gruppo di componenti del siero del sangue normale che attiva il complemento in presenza di ioni di magnesio. È simile agli enzimi e ai giochi ruolo importante nella resistenza del corpo alle infezioni. Una diminuzione del livello di propedin nel siero del sangue indica un'attività insufficiente dei processi immunitari.

Le β-lisine sono sostanze termostabili (resistenti alla temperatura) del siero del sangue umano che hanno un effetto antimicrobico, principalmente contro i batteri gram-positivi. Distrutto a 63°C e sotto l'azione dei raggi UV.

La X-lisina è una sostanza termostabile isolata dal sangue di pazienti con febbre alta. Ha la capacità di integrare i batteri di lisi, principalmente quelli gram-negativi, senza partecipazione. Resiste al riscaldamento fino a 70-100°C.

Eritrina isolata da eritrociti animali. Ha un effetto batteriostatico sui patogeni della difterite e su alcuni altri microrganismi.

Le leuchine sono sostanze battericide isolate dai leucociti. Termostabile, distrutto a 75-80 ° C. Trovato nel sangue in piccolissime quantità.

Le plachine sono sostanze simili alle leuchine isolate dalle piastrine.

Il lisozima è un enzima che distrugge la membrana delle cellule microbiche. Si trova nelle lacrime, nella saliva, nei fluidi sanguigni. Guarigione rapida ferite della congiuntiva dell'occhio, delle mucose del cavo orale, il naso è spiegato in larga misura dalla presenza di lisozima.

Anche i componenti costitutivi dell'urina, del liquido prostatico, degli estratti di vari tessuti hanno proprietà battericide. Il siero normale contiene una piccola quantità di interferone.

Domande di controllo

1. Cosa sono i fattori di difesa umorali aspecifici?

2. Quali fattori umorali di difesa aspecifica conosci?

Fattori di difesa specifici del corpo (immunità)

I componenti sopra elencati non esauriscono l'intero arsenale di fattori di protezione umorale. I principali tra questi sono anticorpi specifici - immunoglobuline, formati quando agenti estranei - antigeni - vengono introdotti nel corpo.

Antigeni

Gli antigeni sono sostanze geneticamente estranee all'organismo (proteine, nucleoproteine, polisaccaridi, ecc.), alla cui introduzione l'organismo risponde con lo sviluppo di specifiche reazioni immunologiche. Una di queste reazioni è la formazione di anticorpi.

Gli antigeni hanno due proprietà principali: 1) immunogenicità, cioè la capacità di provocare la formazione di anticorpi e linfociti immuni; 2) la capacità di entrare in una specifica interazione con anticorpi e linfociti immunitari (sensibilizzati), che si manifesta sotto forma di reazioni immunologiche (neutralizzazione, agglutinazione, lisi, ecc.). Gli antigeni che hanno entrambi i tratti sono chiamati antigeni completi. Questi includono proteine ​​​​estranee, sieri, elementi cellulari, tossine, batteri, virus.

Le sostanze che non provocano reazioni immunologiche, in particolare la produzione di anticorpi, ma entrano in una specifica interazione con anticorpi già pronti, sono chiamate apteni - antigeni difettosi. Gli apteni acquisiscono le proprietà di antigeni a tutti gli effetti dopo essersi combinati con grandi sostanze molecolari: proteine, polisaccaridi.

Le condizioni che determinano le proprietà antigeniche delle varie sostanze sono: estraneità, macromolecolarità, stato colloidale, solubilità. L'antigenicità si manifesta quando una sostanza entra nell'ambiente interno del corpo, dove incontra le cellule del sistema immunitario.

La specificità degli antigeni, la loro capacità di combinarsi solo con l'anticorpo corrispondente, è un fenomeno biologico unico. È alla base del meccanismo di mantenimento della costanza dell'ambiente interno del corpo. Questa costanza è assicurata dal sistema immunitario, che riconosce e distrugge le sostanze geneticamente aliene (compresi i microrganismi, i loro veleni) che si trovano nel suo ambiente interno. Il sistema immunitario umano ha una sorveglianza immunologica costante. È in grado di riconoscere l'estraneità quando le cellule differiscono in un solo gene (cancro).

La specificità è una caratteristica della struttura delle sostanze in cui gli antigeni differiscono l'uno dall'altro. È determinato dal determinante antigenico, cioè una piccola sezione della molecola dell'antigene, che è collegata all'anticorpo. Il numero di tali siti (gruppi) varia per antigeni diversi e determina il numero di molecole anticorpali con cui un antigene può legarsi (valenza).

La capacità degli antigeni di combinarsi solo con quegli anticorpi che sono sorti in risposta all'attivazione del sistema immunitario da parte di questo antigene (specificità) viene utilizzata in pratica: 1) diagnosi di malattie infettive (determinazione di specifici antigeni patogeni o anticorpi specifici nel siero del sangue del paziente); 2) prevenzione e cura di pazienti con malattie infettive (creazione di immunità a microbi o tossine certi, neutralizzazione specifica di veleni di agenti patogeni di parecchie malattie durante immunoterapia).

Il sistema immunitario differenzia chiaramente gli antigeni "propri" e "estranei", reagendo solo a quest'ultimo. Tuttavia, sono possibili reazioni agli antigeni del corpo - autoantigeni e l'emergere di anticorpi contro di essi - autoanticorpi. Gli antigeni "barriera" diventano autoantigeni - cellule, sostanze che durante la vita di un individuo non entrano in contatto con il sistema immunitario (lente dell'occhio, spermatozoi, ghiandola tiroidea, ecc.), ma entrano in contatto con esso durante varie lesioni, di solito essere assorbito nel sangue. E poiché durante lo sviluppo dell'organismo questi antigeni non sono stati riconosciuti come "nostri", non si è formata tolleranza naturale (mancata risposta immunologica specifica), ad es. le cellule del sistema immunitario sono rimaste nel corpo capaci di una risposta immunitaria a questi propri antigeni.

Come risultato della comparsa di autoanticorpi, le malattie autoimmuni possono svilupparsi a seguito di: 1) l'effetto citotossico diretto degli autoanticorpi sulle cellule degli organi corrispondenti (ad esempio, il gozzo di Hashimoto - danno alla ghiandola tiroidea); 2) azione mediata dei complessi autoantigene-autoanticorpi, che si depositano nell'organo interessato e provocano danni (ad esempio, lupus eritematoso sistemico, artrite reumatoide).

Antigeni di microrganismi. Una cellula microbica contiene un gran numero di antigeni che hanno una posizione diversa nella cellula e significato diverso per lo sviluppo del processo infettivo. Diversi gruppi di microrganismi hanno una diversa composizione di antigeni. A batteri intestinali Gli antigeni O-, K-, H sono ben studiati.

L'antigene O è associato alla parete cellulare della cellula microbica. Di solito veniva chiamato "somatico", poiché si credeva che questo antigene fosse racchiuso nel corpo (soma) della cellula. L'antigene O dei batteri gram-negativi è un complesso complesso lipopolisaccaridico-proteico (endotossina). È termostabile, non collassa se trattato con alcool e formalina. Consiste del nucleo principale (nucleo) e delle catene polisaccaridiche laterali. La specificità degli antigeni O dipende dalla struttura e dalla composizione di queste catene.

Gli antigeni K (capsulari) sono associati alla capsula e alla parete cellulare della cellula microbica. Sono anche chiamati conchiglie. Gli antigeni K sono localizzati più superficialmente degli antigeni O. Sono principalmente polisaccaridi acidi. Esistono diversi tipi di antigeni K: A, B, L, ecc. Questi antigeni differiscono l'uno dall'altro per la resistenza agli effetti della temperatura. L'antigene A è il più stabile, L - il minimo. Gli antigeni di superficie includono anche l'antigene Vi, che è presente nei patogeni della febbre tifoide e in alcuni altri batteri intestinali. Viene distrutto a 60° C. La presenza dell'antigene Vi è stata associata alla virulenza dei microrganismi.

Gli antigeni H (flagellati) sono localizzati nei flagelli dei batteri. Sono una proteina speciale: la flagellina. Si rompono quando riscaldati. Se trattati con formalina, mantengono le loro proprietà (vedi Fig. 70).

L'antigene protettivo (protettivo) (dal latino protectio - patrocinio, protezione) è formato da agenti patogeni nel corpo del paziente. Gli agenti causali di antrace, peste, brucellosi sono in grado di formare un antigene protettivo. Si trova negli essudati dei tessuti colpiti.

La rilevazione di antigeni in materiale patologico è uno dei metodi di diagnosi di laboratorio delle malattie infettive. Vari metodi sono usati per rilevare un antigene. reazioni immunitarie(vedi sotto).

Con lo sviluppo, la crescita e la riproduzione dei microrganismi, i loro antigeni possono cambiare. C'è una perdita di alcuni componenti antigenici, localizzati più superficialmente. Questo fenomeno si chiama dissociazione. Un esempio è la dissociazione "S" - "R".

Domande di controllo

1. Cosa sono gli antigeni?

2. Quali sono le principali proprietà degli antigeni?

3. Quali antigeni delle cellule microbiche conosci?

Anticorpi

Gli anticorpi sono proteine ​​​​del sangue specifiche - immunoglobuline che si formano in risposta all'introduzione di un antigene e sono in grado di reagire in modo specifico con esso.

Ci sono due tipi di proteine ​​nel siero umano: albumine e globuline. Gli anticorpi sono associati principalmente a globuline modificate dall'antigene e chiamate immunoglobuline (Ig). Le globuline sono eterogenee. A seconda della velocità di movimento nel gel quando viene attraversato da una corrente elettrica, sono divisi in tre frazioni: α, β, γ. Gli anticorpi appartengono principalmente alle γ-globuline. Questa frazione di globuline ha la più alta velocità di movimento in un campo elettrico.

Le immunoglobuline sono caratterizzate da peso molecolare, velocità di sedimentazione durante l'ultracentrifugazione (centrifugazione ad altissima velocità), ecc. Le differenze in queste proprietà hanno permesso di dividere le immunoglobuline in 5 classi: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Tutti loro svolgono un ruolo nello sviluppo dell'immunità contro le malattie infettive.

Le immunoglobuline G (IgG) costituiscono circa il 75% di tutte le immunoglobuline umane. Sono più attivi nello sviluppo dell'immunità. Le uniche immunoglobuline attraversano la placenta, fornendo immunità passiva al feto. Hanno un piccolo peso molecolare e una velocità di sedimentazione durante l'ultracentrifugazione.

Le immunoglobuline M (IgM) sono prodotte nel feto e sono le prime a comparire dopo l'infezione o l'immunizzazione. Questa classe include anticorpi umani "normali", che si formano durante la sua vita, senza manifestazioni visibili di infezione o durante infezioni ripetute domestiche. Hanno un peso molecolare e una velocità di sedimentazione elevati durante l'ultracentrifugazione.

Le immunoglobuline A (IgA) hanno la capacità di penetrare nei segreti delle mucose (colostro, saliva, contenuto bronchiale, ecc.). Svolgono un ruolo nella protezione delle mucose delle vie respiratorie e digestive dai microrganismi. In termini di peso molecolare e velocità di sedimentazione durante l'ultracentrifugazione, sono vicini alle IgG.

Le immunoglobuline E (IgE) o le reagine sono responsabili delle reazioni allergiche (vedi Capitolo 13). Svolgono un ruolo nello sviluppo dell'immunità locale.

Immunoglobuline D (IgD). Trovato in piccole quantità nel siero. Non studiato abbastanza.

Struttura delle immunoglobuline. Le molecole di immunoglobuline di tutte le classi sono costruite allo stesso modo. Le molecole di IgG hanno la struttura più semplice: due coppie di catene polipeptidiche collegate da un legame disolfuro (Fig. 31). Ogni coppia è costituita da una catena leggera e una pesante, di diverso peso molecolare. Ogni catena ha siti costanti geneticamente predeterminati e variabili che si formano sotto l'influenza dell'antigene. Queste regioni specifiche di un anticorpo sono chiamate siti attivi. Interagiscono con l'antigene che ha causato la formazione di anticorpi. Il numero di siti attivi in ​​una molecola di anticorpo determina la valenza - il numero di molecole di antigene a cui l'anticorpo può legarsi. IgG e IgA sono bivalenti, IgM sono pentavalenti.

Immunogenesi- la formazione di anticorpi dipende dalla dose, dalla frequenza e dal metodo di somministrazione dell'antigene. Ci sono due fasi della risposta immunitaria primaria all'antigene: induttiva - dal momento in cui l'antigene viene introdotto fino alla comparsa delle cellule che formano l'anticorpo (fino a 20 ore) e produttiva, che inizia entro la fine del primo giorno dopo la introduzione dell'antigene ed è caratterizzata dalla comparsa di anticorpi nel siero del sangue. La quantità di anticorpi aumenta gradualmente (entro il 4° giorno), raggiungendo un massimo il 7-10° giorno e diminuendo entro la fine del primo mese.

Una risposta immunitaria secondaria si sviluppa quando l'antigene viene reintrodotto. Allo stesso tempo, la fase induttiva è molto più breve: gli anticorpi vengono prodotti più velocemente e più intensamente.

Domande di controllo

1. Cosa sono gli anticorpi?

2. Quali classi di immunoglobuline conosci?

Meccanismi cellulari della risposta immunitaria

Le cellule linfoidi del corpo svolgono la funzione principale nello sviluppo dell'immunità - immunità, non solo in relazione ai microrganismi, ma anche a tutte le cellule geneticamente aliene, ad esempio durante il trapianto di tessuto. Le cellule linfoidi hanno la capacità di distinguere "proprio" da "estraneo" ed eliminare "estraneo" (eliminare).

L'antenato di tutte le cellule del sistema immunitario è l'ematopoietico cellula staminale. In futuro si sviluppano due tipi di linfociti: T e B (dipendenti dal timo e dipendenti dalla borsa). Questi nomi di celle derivano dalla loro origine. Le cellule T si sviluppano nel timo (gozzo o timo) e sotto l'influenza di sostanze secrete dal timo nel tessuto linfoide periferico.

Il nome linfociti B (dipendenti dalla borsa) deriva dalla parola "borsa" - una borsa. Nella borsa di Fabricius, gli uccelli sviluppano cellule simili ai linfociti B umani. Sebbene negli esseri umani non sia stato trovato alcun organo analogo alla Borsa di Fabricius, il nome è associato a questa borsa.

Durante lo sviluppo dei linfociti B da una cellula staminale, attraversano diverse fasi e vengono convertiti in linfociti in grado di formare plasmacellule. Plasmacellule a loro volta formano anticorpi e sulla loro superficie sono presenti immunoglobuline di tre classi: IgG, IgM e IgA (Fig. 32).

La risposta immunitaria sotto forma di produzione di anticorpi specifici avviene come segue: un antigene estraneo, penetrato nell'organismo, viene principalmente fagocitato dai macrofagi. I macrofagi, elaborando e concentrando l'antigene sulla loro superficie, trasmettono informazioni su di esso alle cellule T, che iniziano a dividersi, "maturare" e secernere un fattore umorale che include i linfociti B nella produzione di anticorpi. Anche questi ultimi "maturano", si sviluppano in plasmacellule, che sintetizzano anticorpi di una determinata specificità.

Quindi, con gli sforzi combinati dei macrofagi, i linfociti T e B eseguono funzioni immunitarie organismo - protezione da tutto ciò che è geneticamente alieno, compresi i patogeni delle malattie infettive. La protezione con anticorpi viene effettuata in modo tale che le immunoglobuline sintetizzate in un dato antigene, connettendosi con esso (antigene), lo preparino, lo rendano sensibile alla distruzione, alla neutralizzazione mediante vari meccanismi naturali: fagociti, complemento, ecc.

Domande di controllo

1. Qual è il ruolo dei macrofagi nella risposta immunitaria?

2. Qual è il ruolo dei linfociti T nella risposta immunitaria?

3. Qual è il ruolo dei linfociti B nella risposta immunitaria?

Teorie dell'immunità. L'importanza degli anticorpi nello sviluppo dell'immunità è innegabile. Qual è il meccanismo della loro formazione? La questione è stata a lungo oggetto di polemiche e discussioni.

Sono state create diverse teorie sulla formazione di anticorpi, che possono essere suddivise in due gruppi: selettiva (selezione - selezione) e istruttiva (istruire - istruire, dirigere).

Le teorie selettive suggeriscono l'esistenza nel corpo di anticorpi già pronti per ciascun antigene o cellule in grado di sintetizzare questi anticorpi.

Quindi, Ehrlich (1898) ha suggerito che la cellula ha "recettori" (anticorpi) già pronti che sono collegati all'antigene. Dopo la combinazione con l'antigene, gli anticorpi si formano in quantità ancora maggiori.

La stessa opinione è stata condivisa dai creatori di altre teorie selettive: N. Jerne (1955) e F. Burnet (1957). Hanno sostenuto che già nel corpo del feto, e poi nel corpo adulto, ci sono cellule in grado di interagire con qualsiasi antigene, ma sotto l'influenza di determinati antigeni, alcune cellule producono gli anticorpi "necessari".

Teorie istruttive [F. Gaurowitz, L. Pauling, K. Landsteiner, 1937-1940] considerano un antigene come una "matrice", un timbro su cui si formano specifici gruppi di molecole anticorpali.

Tuttavia, queste teorie non spiegavano tutti i fenomeni di immunità, e attualmente la più accettata è la teoria della selezione clonale di F. Burnet (1964). Secondo questa teoria, nel periodo embrionale nel corpo del feto ci sono molti linfociti - cellule progenitrici, che vengono distrutte quando incontrano i propri antigeni. Pertanto, in un organismo adulto, non ci sono più cellule per la produzione di anticorpi contro i propri antigeni. Tuttavia, quando un organismo adulto incontra un antigene estraneo, avviene una selezione (selezione) di un clone di cellule immunologicamente attive che producono anticorpi specifici diretti contro questo antigene "estraneo". Quando incontrano di nuovo questo antigene, le cellule del clone "selezionato" sono già più grandi e formano più anticorpi più velocemente. Questa teoria spiega in modo più completo i fenomeni di base dell'immunità.

Il meccanismo di interazione tra antigene e anticorpi ha varie spiegazioni. Quindi, Ehrlich ha paragonato la loro connessione alla reazione tra un acido forte e una base forte con la formazione di una nuova sostanza come un sale.

Borde credeva che l'antigene e gli anticorpi si adsorbissero reciprocamente come vernice e carta da filtro o iodio e amido. Tuttavia, queste teorie non hanno spiegato la cosa principale: la specificità delle reazioni immunitarie.

Il meccanismo più completo per collegare un antigene e un anticorpo è spiegato dall'ipotesi di Marrek (la teoria del "reticolo") e di Pauling (la teoria della "fattoria") (Fig. 33). Marrek considera la combinazione di antigene e anticorpi sotto forma di un reticolo, in cui l'antigene si alterna con l'anticorpo, formando conglomerati reticolari. Secondo l'ipotesi di Pauling (vedi Fig. 33), gli anticorpi hanno due valenze (due determinanti specifici) e un antigene ha diverse valenze: è polivalente. Quando l'antigene e gli anticorpi vengono combinati, si formano agglomerati che assomigliano a edifici "fattoriali".

Con il rapporto ottimale tra antigene e anticorpi, si formano grandi complessi forti visibili ad occhio nudo. Con un eccesso di antigene, ogni sito attivo di anticorpi è riempito con una molecola di antigene, non ci sono abbastanza anticorpi da combinare con altre molecole di antigene e piccoli, invisibile agli occhi complessi. Con un eccesso di anticorpi, non c'è abbastanza antigene per formare un reticolo, non ci sono determinanti anticorpali e non c'è manifestazione visibile della reazione.

Sulla base delle teorie di cui sopra, la specificità della reazione antigene-anticorpo è oggi presentata come l'interazione del gruppo determinante dell'antigene e dei centri attivi dell'anticorpo. Poiché gli anticorpi si formano sotto l'influenza di un antigene, la loro struttura corrisponde ai gruppi determinanti dell'antigene. Il gruppo determinante dell'antigene e i frammenti dei siti attivi dell'anticorpo hanno cariche elettriche opposte e, se combinati, formano un complesso, la cui forza dipende dal rapporto tra i componenti e dall'ambiente in cui interagiscono.

La dottrina dell'immunità - l'immunologia - ha ottenuto un grande successo negli ultimi decenni. La divulgazione dei modelli del processo immunitario ha permesso di risolvere vari problemi in molte aree della medicina. I metodi per la prevenzione di molte malattie infettive sono stati sviluppati e vengono migliorati; trattamento di malattie infettive e di una serie di altre malattie (autoimmuni, immunodeficienza); prevenzione della morte fetale in situazioni di conflitto Rh; trapianto di tessuti e organi; combattere contro neoplasie maligne; immunodiagnostica: l'uso di reazioni immunitarie a fini diagnostici.

Reazioni immunitarie sono reazioni tra un antigene e un anticorpo, o tra un antigene e linfociti sensibilizzati*, che avvengono in un organismo vivente e possono essere riprodotte in laboratorio.

* (Sensibilizzato - ipersensibile.)

Le reazioni immunitarie sono entrate nella pratica della diagnosi di malattie infettive tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo. A causa della loro elevata sensibilità (catturano antigeni in diluizioni molto grandi) e, soprattutto, della loro stretta specificità (consentono di distinguere antigeni simili nella composizione), hanno trovato ampia applicazione nella risoluzione di problemi teorici e pratici della medicina e biologia. Queste reazioni sono utilizzate da immunologi, microbiologi, specialisti in malattie infettive, biochimici, genetisti, biologi molecolari, oncologi sperimentali e medici di altre specialità.

Le reazioni antigene-anticorpo sono chiamate sierologiche (dal lat. siero - siero) o umorali (dal lat. umorismo - liquido), perché gli anticorpi (immunoglobuline) coinvolti in esse si trovano sempre nel siero del sangue.

Le reazioni antigeniche con linfociti sensibilizzati sono chiamate cellulari.

Domande di controllo

1. Come si formano gli anticorpi?

2. Quali teorie sulla formazione di anticorpi conosci?

3. Qual è il meccanismo dell'interazione antigene-anticorpo?

Reazioni sierologiche

Reazioni sierologiche - reazioni di interazione tra un antigene e un anticorpo procedono in due fasi: 1a fase - specifica - la formazione di un complesso di un antigene e del suo corrispondente anticorpo (vedi Fig. 33). Non vi è alcun cambiamento visibile in questa fase, ma il complesso risultante diventa sensibile a fattori non specifici nell'ambiente (elettroliti, complemento, fagocita); 2a fase - non specifica. In questa fase il complesso specifico antigene-anticorpo interagisce con fattori aspecifici dell'ambiente in cui avviene la reazione. Il risultato della loro interazione può essere visto ad occhio nudo (incollaggio, dissoluzione, ecc.). A volte questi cambiamenti visibili sono assenti.

La natura della fase visibile delle reazioni sierologiche dipende dallo stato dell'antigene e dalle condizioni ambientali in cui interagisce con l'anticorpo. Esistono reazioni di agglutinazione, precipitazione, lisi immunitaria, fissazione del complemento, ecc. (Tabella 14).

Applicazione di reazioni sierologiche. Una delle principali applicazioni delle reazioni sierologiche è diagnostica di laboratorio infezioni. Sono utilizzati: 1) per rilevare gli anticorpi nel siero del paziente, ad es. per la sierodiagnosi; 2) determinare il tipo o il tipo di antigene, ad esempio, isolato da un microrganismo malato, ovvero identificarlo.

In questo caso, il componente sconosciuto è determinato da quello noto. Ad esempio, per rilevare gli anticorpi nel siero del paziente, viene prelevata una coltura di laboratorio nota di un microrganismo (antigene). Se il siero reagisce con esso, allora contiene gli anticorpi corrispondenti e si può pensare che questo microbo sia l'agente eziologico della malattia nel paziente in esame.

Se è necessario determinare quale microrganismo è isolato, viene testato in reazione con un noto siero diagnostico (immune). Un risultato positivo della reazione indica che questo microrganismo è identico a quello con cui l'animale è stato immunizzato per ottenere il siero (Tabella 15).

Le reazioni sierologiche sono utilizzate anche per determinare l'attività (titolo) dei sieri e nella ricerca scientifica.

Effettuazione di reazioni sierologiche richiede una preparazione speciale.

I recipienti per le reazioni sierologiche devono essere puliti e asciutti. Vengono utilizzate provette (batteriologiche, agglutinanti, precipitanti e centrifughe), pipette graduate di varie dimensioni e Pasteur*, beute, cilindri, vetrini e coprioggetti, piastre Petri, piastre di plastica con fori.

* (Ciascun ingrediente di reazione viene erogato con una pipetta separata. Le pipette devono essere conservate fino alla fine dell'esperimento. Per fare ciò, è conveniente metterli in provette sterili contrassegnate dove si trova la pipetta.)

Strumenti e attrezzature: anello, treppiedi, lente d'ingrandimento, agglutinoscopio, termostato, frigorifero, centrifuga, bilancia chimica con peso.

Materiali: anticorpi (sieri immuni e test), antigeni (colture di microrganismi, diagnostici, estratti, lisati, apteni, eritrociti, tossine), complemento, soluzione isotonica di cloruro di sodio.

Attenzione! Nelle reazioni sierologiche viene utilizzato solo cloruro di sodio chimicamente puro.

Sieri. Siero del paziente. Il siero viene solitamente ottenuto nella seconda settimana di malattia, quando ci si possono aspettare gli anticorpi, a volte vengono utilizzati sieri di convalescenti (guarigione) e di coloro che sono stati malati.

Molto spesso, per ottenere il siero, il sangue viene prelevato da una vena in una quantità di 3-5 ml in una provetta sterile e inviato al laboratorio, accompagnato da un'etichetta che indica il cognome e le iniziali del paziente, la presunta diagnosi e la data.

Il sangue deve essere prelevato a stomaco vuoto o non prima di 6 ore dopo un pasto. Il siero del sangue dopo aver mangiato può contenere goccioline di grasso, che lo rendono torbido e inadatto alla ricerca (tale siero è chiamato chiloso).

Attenzione! Quando si preleva il sangue, è necessario seguire le regole dell'asepsi.

Per ottenere il siero, il sangue viene lasciato per 1 ora a temperatura ambiente o posto in un termostato a 37°C per 30 minuti per formare un coagulo.

Attenzione! Il siero non deve essere conservato in un termostato per più di 30 minuti: potrebbe verificarsi emolisi, che interferirà con la ricerca.

Il coagulo risultante viene separato dalle pareti della provetta con una pipetta Pasteur o un'ansa ("cerchio"). La provetta viene posta in frigorifero per un po' di tempo (di solito 1 ora, ma non più di 48 ore) per una migliore separazione del siero da un coagulo che si è contratto al freddo. Il siero viene quindi aspirato con una pipetta Pasteur sterile munita di palloncino o tubo di gomma.

Il siero deve essere aspirato con molta attenzione per non catturare gli elementi formati. Il siero dovrebbe essere completamente trasparente senza alcuna mescolanza di cellule. I sieri torbidi vengono nuovamente aspirati dopo che le cellule si sono depositate. Il siero può essere liberato dagli elementi formati mediante centrifugazione.

Attenzione! Il siero può rimanere sul coagulo per non più di 48 ore a +4°C.

Per ottenere il siero, il sangue può essere prelevato da una puntura della polpa di un dito o del lobo dell'orecchio con una pipetta Pasteur. Nei neonati, il sangue viene prelevato da un'incisione a forma di U nel tallone.

Quando si utilizza una pipetta Pasteur, il sangue viene aspirato nella pipetta dalla puntura. L'estremità appuntita della pipetta è sigillata. La pipetta viene posta nella provetta con l'estremità affilata rivolta verso il basso. In modo che non si rompa, un batuffolo di cotone viene posto sul fondo della provetta. La provetta opportunamente etichettata viene inviata al laboratorio. Il siero accumulato all'estremità larga della pipetta viene aspirato.

I sieri immunitari sono ottenuti dal sangue di persone o animali (solitamente conigli e cavalli) immunizzati secondo un determinato schema con l'antigene appropriato (vaccino). Nel siero risultante, viene determinata la sua attività (titolo), cioè la massima diluizione in cui reagisce con l'antigene corrispondente in determinate condizioni sperimentali.

Il siero di latte viene solitamente preparato durante la produzione. Vengono versati in ampolle, che indicano il nome e il titolo. Nella maggior parte dei casi, i sieri vengono essiccati. Prima dell'uso, il siero secco viene sciolto in acqua distillata fino al volume originale (indicato anche sull'etichetta). Conservare tutte le preparazioni diagnostiche secche (liofilizzate) a 4-10°C.

Per gli studi sierologici vengono utilizzati sieri immunitari nativi (non adsorbiti) e adsorbiti. Lo svantaggio dei sieri nativi è la presenza di anticorpi di gruppo in essi, ad es. anticorpi contro microrganismi che hanno antigeni comuni. Tipicamente, tali antigeni si trovano in microbi appartenenti allo stesso gruppo, genere, famiglia. I sieri adsorbiti sono altamente specifici: reagiscono solo con un antigene omologo. Gli anticorpi contro altri antigeni (eterogenei) vengono rimossi mediante adsorbimento. Il titolo anticorpale dei sieri adsorbiti è basso (1:40, 1:320), quindi non sono diluiti*.

* (Allo stato attuale, cellule speciali (ibridomi) sono state ottenute mediante biotecnologia, producendo in vitro anticorpi monoclonali, cioè anticorpi che reagiscono in modo strettamente specifico (con un antigene).)

Reazione di agglutinazione

La reazione di agglutinazione (RA) è l'agglutinazione e la precipitazione di microbi o altre cellule sotto l'azione di anticorpi in presenza di un elettrolita (soluzione isotonica di cloruro di sodio). Il precipitato risultante è chiamato agglutinato. Per la reazione hai bisogno di:

1. Anticorpi (agglutinine) - si trovano nel siero del paziente o nel siero immunitario.

2. Antigene: una sospensione di microrganismi vivi o uccisi, eritrociti o altre cellule.

3. Soluzione isotonica.

La reazione di agglutinazione per la sierodiagnosi è ampiamente utilizzata nella febbre tifoide, nella febbre paratifoide (reazione di Vidal), nella brucellosi (reazione di Wright), ecc. In questo caso, il siero del paziente è l'anticorpo e il microbo noto è l'antigene.

Quando vengono identificati microbi o altre cellule, la loro sospensione funge da antigene e un siero immunitario noto funge da anticorpo. Questa reazione è ampiamente utilizzata nella diagnosi di infezioni intestinali, pertosse, ecc.

Preparazione degli ingredienti: 1) ottenere il siero, vedi p. 200; 2) preparazione dell'antigene. La sospensione di microbi vivi deve essere omogenea e corrispondere (in 1 ml) a circa 30 unità. torbidità secondo lo standard ottico GISK. Per la sua preparazione viene solitamente utilizzata una coltura di 24 ore coltivata su agar slant. La coltura viene lavata via con 3-4 ml di soluzione isotonica, trasferita in una provetta sterile, la sua densità viene determinata e, se necessario, diluita.

L'uso di una sospensione di microbi uccisi - diagnosticum - facilita il lavoro e lo rende sicuro. Di solito usano diagnostici preparati in fabbrica.

Impostazione della reazione. Esistono due metodi per eseguire questa reazione: la reazione di agglutinazione su vetro (a volte chiamata approssimata) e la reazione di agglutinazione estesa (in provette).

Reazione di agglutinazione su vetro. 2 gocce di siero specifico (adsorbito) e una goccia di soluzione isotonica vengono applicate su un vetrino sgrassato. I sieri non adsorbiti sono pre-diluiti in un rapporto di 1:5 - 1:25. Le gocce vengono applicate al vetro in modo che vi sia una distanza tra loro. Con una matita di cera sul vetro, segnano dove si trova la goccia. La coltura viene accuratamente strofinata con un'ansa o una pipetta su un bicchiere, quindi aggiunta a una goccia di soluzione isotonica e una delle gocce di siero, mescolando ciascuna fino a formare una sospensione omogenea. La goccia di siero senza coltura è il siero di controllo.

Attenzione! La coltura del siero non deve essere trasferita in una goccia di soluzione fisiologica isotonica, che è un controllo dell'antigene.

La reazione procede a temperatura ambiente per 1-3 min. Il controllo del siero deve rimanere limpido e si deve osservare una foschia uniforme nel controllo dell'antigene. Se i fiocchi di agglutinato compaiono sullo sfondo di un liquido limpido in una goccia in cui la coltura è mescolata con il siero, il risultato della reazione è considerato positivo. Se il risultato della reazione è negativo, ci sarà una torbidità uniforme nella goccia, come nel controllo dell'antigene.

La reazione è più chiaramente visibile se osservata su uno sfondo scuro in luce trasmessa. Quando lo studi, puoi usare una lente d'ingrandimento.

Reazione di agglutinazione prolungata. Vengono preparate diluizioni sequenziali, il più delle volte doppie di siero. Il siero del paziente viene solitamente diluito da 1:50 a 1:1600, quello immunitario - fino a un titolo o fino a mezzo titolo. Il titolo del siero agglutinante è la sua massima diluizione in cui agglutina le cellule omologhe.

Diluizione del siero: 1) mettere in un rack il numero richiesto di provette dello stesso diametro, altezza e configurazione del fondo;

2) su ogni provetta indicare il grado di diluizione del siero, inoltre, sulla 1° provetta scrivere il numero di esperienza o il nome dell'antigene. Sulle provette dei controlli scrivi "KS" - controllo del siero e "KA" - controllo dell'antigene;

3) versare 1 ml di soluzione isotonica in tutte le provette;

4) preparare la diluizione del siero iniziale (di lavoro) in una provetta separata. Ad esempio, per preparare una diluizione di lavoro di 1:50, 4,9 ml di soluzione isotonica e 0,1 ml di siero vengono versati in una provetta. Il grado della sua diluizione deve essere indicato sulla provetta. La diluizione iniziale del siero viene aggiunta alle prime due provette e alla provetta di controllo del siero;

5) preparare diluizioni seriali doppie del siero.

Uno schema approssimativo del suo allevamento è riportato in tabella. 16.

Nota. Le frecce indicano il trasferimento di liquido da tubo a tubo; dalla 5a provetta e dalla provetta di controllo del siero, 1,0 ml viene versato nella soluzione disinfettante.

Attenzione! Tutti i tubi devono contenere lo stesso volume di liquido.

Dopo aver effettuato le diluizioni del siero, vengono aggiunte 1-2 gocce di antigene (diagnosticum o sospensione di batteri appena preparata) a tutte le provette, ad eccezione del siero di controllo. Nelle provette dovrebbe apparire una piccola torbidità uniforme. Il controllo del siero rimane trasparente.

Le provette vengono agitate bene e poste in un termostato (37°C). La contabilità preliminare dei risultati della reazione viene effettuata dopo 2 ore e quella finale dopo 18-20 ore (conservazione a temperatura ambiente).

La contabilizzazione dei risultati, come sempre, inizia con i controlli. Il controllo del siero dovrebbe rimanere chiaro, il controllo dell'antigene uniformemente torbido. Le provette vengono visualizzate in luce trasmessa (molto conveniente su uno sfondo scuro) ad occhio nudo, utilizzando una lente d'ingrandimento o un agglutinoscopio.

Agglutinoscopio- un dispositivo costituito da un tubo metallico cavo montato su un supporto. Sopra c'è un oculare con una vite di regolazione. Uno specchio rotante è fissato sotto il tubo. Una provetta con il liquido in esame viene inserita lateralmente nell'apertura del tubo a una distanza tale che il liquido in essa contenuto si trovi sotto l'oculare. Impostando l'illuminazione con uno specchio e mettendo a fuoco l'oculare, vengono determinate la presenza e la natura dell'agglutinato.

Con un risultato positivo della reazione, nelle provette sono visibili granuli o scaglie di agglutinato. L'agglutinato si deposita gradualmente sul fondo sotto forma di un "ombrello" e il liquido sopra il sedimento diventa limpido (confrontare con un controllo dell'antigene uniformemente torbido).

Per studiare la dimensione e la natura del precipitato, il contenuto delle provette viene agitato leggermente. Ci sono agglutinazione a grana fine e traballante. La grana fine (O-agglutinazione) si ottiene quando si lavora con O-sera *. Flaky (H) - nell'interazione di microrganismi mobili con sieri H flagellati.

* (Il siero O contiene anticorpi contro l'antigene O (somatico), il siero H - contro il flagello.)

L'agglutinazione flocculante si verifica più rapidamente e il precipitato risultante è molto sciolto e si rompe facilmente.

Tutte le cellule si sono depositate, il liquido nella provetta è completamente trasparente. Il risultato della reazione è fortemente positivo.

Il sedimento è inferiore, non c'è completa illuminazione del liquido. Il risultato della reazione è positivo.

Il sedimento è ancora meno, il liquido è torbido. Il risultato della reazione è leggermente positivo.

Lieve sedimento, liquido torbido. Risposta dubbia.

Non c'è sedimento, il liquido è uniformemente torbido, come nel controllo dell'antigene. Risultato della reazione negativo.

Possibili errori nella formulazione della reazione di agglutinazione. 1. Agglutinazione spontanea (spontanea). Alcune cellule, in particolare i microbi nella forma R, non danno una sospensione omogenea (omogenea), precipitano rapidamente. Per evitare ciò, utilizzare una coltura a forma di S che non agglutina spontaneamente.

2. Nel siero di persone sane sono presenti anticorpi contro determinati microrganismi (i cosiddetti "anticorpi normali"). Il loro titolo è basso. Pertanto, un risultato positivo della reazione in una diluizione di 1:100 e oltre ne indica la specificità.

3. Reazione di gruppo con microbi simili nella struttura antigenica. Ad esempio, il siero di un paziente con febbre tifoide può anche agglutinare i batteri paratifo A e B. Contrariamente alla reazione di gruppo specifica, si verifica a titoli più bassi. I sieri adsorbiti non danno una reazione di gruppo.

4. Va notato che gli anticorpi specifici dopo malattia passata e anche dopo le vaccinazioni possono persistere a lungo. Sono chiamati "anamnestici". Per distinguerli dagli anticorpi "infettivi" formatisi durante la malattia in corso, si mette in dinamica la reazione, cioè si esamina il siero del paziente, ripreso dopo 5-7 giorni. Un aumento del titolo anticorpale indica la presenza di una malattia: il titolo di anticorpi "anamnestici" non aumenta e può persino diminuire.

Domande di controllo

1. Cosa sono le reazioni immunitarie, quali sono le loro principali proprietà?

2. Quali componenti sono coinvolti nelle reazioni sierologiche? Perché le reazioni si chiamano sierologiche, in quante fasi sono composte?

3. Cos'è una reazione di agglutinazione? Il suo uso e metodi. Cos'è un diagnostico?

4. Quale antigene viene utilizzato nello studio del siero del paziente? Quale siero determina il tipo di un microbo sconosciuto?

5. Cos'è l'agglutinazione di O e H? In quali casi si forma un precipitato flocculante e quando è a grana fine?

Esercizio

1. Impostare un test di agglutinazione dettagliato per determinare il titolo anticorpale nel siero del paziente e tenerne conto del risultato.

2. Mettere la reazione di agglutinazione sul vetro per determinare il tipo di microrganismo isolato.

Reazione di emoagglutinazione

Nella pratica di laboratorio vengono utilizzate due reazioni di emoagglutinazione (RHA), che differiscono nel meccanismo d'azione.

Primo RGA fa riferimento alla sierologia. In questa reazione, gli eritrociti vengono agglutinati quando interagiscono con gli anticorpi corrispondenti (emoagglutinine). La reazione è ampiamente utilizzata per determinare i gruppi sanguigni.

Secondo RGA non è sierologico. In esso, l'incollaggio dei globuli rossi non è causato da anticorpi, ma da sostanze speciali formate da virus. Ad esempio, il virus dell'influenza agglutina gli eritrociti di polli e cavie, il virus della poliomielite agglutina gli eritrociti delle pecore. Questa reazione consente di giudicare la presenza di un particolare virus nel materiale di prova.

Impostazione della reazione. La reazione viene posta in provette o su piastre speciali con pozzetti. Il materiale da testare per la presenza del virus è diluito soluzione salina isotonica da 1:10 a 1:1280; 0,5 ml di ciascuna diluizione vengono miscelati con un volume uguale di sospensione di eritrociti all'1-2%. Nel controllo, 0,5 ml di eritrociti vengono miscelati con 0,5 ml di soluzione isotonica. Le provette vengono poste in un termostato per 30 minuti e le piastre vengono lasciate a temperatura ambiente per 45 minuti.

Contabilizzazione dei risultati. Con un risultato positivo della reazione sul fondo della provetta o del pozzetto, cade un precipitato di eritrociti con bordi smerlati ("ombrello"), che ricopre l'intero fondo del pozzetto. Con un risultato negativo, gli eritrociti formano un precipitato denso con bordi lisci ("bottone"). Lo stesso precipitato dovrebbe essere sotto controllo. L'intensità della reazione è espressa da segni più. Il titolo del virus è la massima diluizione del materiale in cui si verifica l'agglutinazione.

Reazione di inibizione dell'emoagglutinazione

Questa è una reazione sierologica in cui specifici anticorpi antivirali, interagendo con il virus (antigene), lo neutralizzano e lo privano della capacità di agglutinare i globuli rossi, cioè inibire la reazione di emoagglutinazione. L'elevata specificità della reazione di inibizione dell'emoagglutinazione (HITA) consente di utilizzarla per determinare il tipo e persino il tipo di virus rilevati durante l'HA.

Impostazione della reazione. 0,25 ml di siero antivirale in diluizioni doppie consecutive da 1:10 a 1:2560 vengono miscelate con un volume uguale di materiale contenente il virus, diluito 4 volte inferiore al titolo stabilito nell'RGA. La miscela viene agitata e posta in termostato per 30 minuti, dopodiché si aggiungono 0,5 ml di una sospensione di eritrociti all'1-2%.

La reazione è seguita da tre controlli (Tabella 17).

I risultati vengono registrati dopo ripetute incubazioni in un termostato per 30 o 45 minuti a temperatura ambiente. A messa in scena corretta esperienza nel controllo del siero e degli eritrociti, dovrebbe formarsi un "pulsante" - non esiste un fattore che agglutina gli eritrociti; nel controllo dell'antigene si forma un "ombrello": il virus ha causato l'agglutinazione degli eritrociti.

Nell'esperimento, se il siero è omologo al virus studiato, si forma un "bottone": il siero ha neutralizzato il virus. Il titolo sierico è la sua massima diluizione in cui l'emoagglutinazione è ritardata.

Reazione di emoagglutinazione indiretta

La reazione dell'emoagglutinazione indiretta (passiva) (RIHA) si basa sul fatto che gli eritrociti, se un antigene solubile viene adsorbito sulla loro superficie, acquisiscono la capacità di agglutinare quando interagiscono con gli anticorpi contro l'antigene adsorbito. Lo schema RNGA è mostrato in fig. 34. L'RNHA è ampiamente utilizzato nella diagnosi di numerose infezioni.

Impostazione della reazione. Il siero del test viene riscaldato per 30 minuti a 56 ° C, diluito in sequenza in un rapporto di 1:10 - 1:1280 e versato in 0,25 ml in provette o pozzetti, dove vengono poi aggiunte 2 gocce di erythrocyte diagnosticum (eritrociti con antigene adsorbito su di essi).

Controlli: una sospensione di erythrocyte diagnosticum con siero ovviamente immune; sospensione di diagnosticum con siero normale; una sospensione di eritrociti normali con il siero testato. Nel primo controllo dovrebbe verificarsi agglutinazione, nel secondo e nel terzo no.

Con l'aiuto di RIGA, è possibile determinare un antigene sconosciuto se gli anticorpi noti sono adsorbiti sugli eritrociti.

La reazione di emoagglutinazione può essere impostata in un volume di 0,025 ml (micrometodo) utilizzando un microtitolo Takachi.

Domande di controllo

1. Cosa indica un risultato RGA positivo tra gli eritrociti e il materiale testato per la presenza del virus?

2. L'agglutinazione degli eritrociti si verificherà se ad essi vengono aggiunti un virus e il siero corrispondente? Come si chiama la reazione che rivela questo fenomeno?

Esercizio

Considera e registra il risultato di RIGA.

reazione di precipitazione

Nella reazione di precipitazione viene precipitato uno specifico immunocomplesso, costituito da un antigene solubile (lisato, estratto, aptene) e da un anticorpo specifico in presenza di elettroliti.

L'anello torbido o il precipitato formato come risultato di questa reazione è chiamato precipitato. Questa reazione differisce dalla reazione di agglutinazione principalmente per la dimensione delle particelle di antigene.

La reazione di precipitazione viene solitamente utilizzata per determinare l'antigene nella diagnosi di numerose infezioni (antrace, meningite, ecc.); in medicina legale - per determinare le specie di sangue, sperma, ecc.; negli studi sanitari e igienici - quando si stabilisce la falsificazione dei prodotti; con il suo aiuto determinare la relazione filogenetica di animali e piante. Per la reazione hai bisogno di:

1. Anticorpi (precipitine) - siero immunitario con un alto titolo di anticorpi (non inferiore a 1:100.000). Il titolo del siero precipitante è determinato dalla massima diluizione dell'antigene con cui reagisce. Il siero viene solitamente utilizzato non diluito o diluito 1:5 - 1:10.

2. Antigene - sostanze disciolte di natura proteica o polisaccaridica lipoide (antigeni completi e apteni).

3. Soluzione isotonica.

I metodi principali per eseguire la reazione di precipitazione sono: reazione di precipitazione ad anello e reazione di precipitazione in agar (gel).

Attenzione! Tutti i componenti coinvolti nella reazione di precipitazione devono essere completamente trasparenti.

Reazione di precipitazione dell'anello. 0,2-0,3 ml (5-6 gocce) di siero vengono aggiunti alla provetta di precipitazione utilizzando una pipetta Pasteur (il siero non deve cadere sulle pareti della provetta). L'antigene viene accuratamente stratificato sul siero nello stesso volume, versandolo con una sottile pipetta Pasteur lungo la parete della provetta. La provetta viene mantenuta in posizione inclinata. Con una corretta stratificazione, dovrebbe essere ottenuto un chiaro confine tra il siero e l'antigene. Con attenzione, per non mescolare il liquido, posizionare la provetta su un treppiede. Con un risultato positivo della reazione, si forma un "anello" torbido al confine tra antigene e anticorpo - un precipitato (vedi Fig. 48).

La reazione è seguita da una serie di controlli (Tabella 18). La sequenza di introduzione degli ingredienti di reazione nella provetta è molto importante. È impossibile stratificare il siero sull'antigene (nel controllo - sulla soluzione isotonica), poiché densità relativa c'è più siero, affonderà sul fondo della provetta e il confine tra i liquidi non verrà alla luce.

Nota. + la presenza di un "anello"; - mancanza di "anello".

I risultati vengono registrati dopo 5-30 minuti, in alcuni casi dopo un'ora, come sempre, a partire dai controlli. L'"anello" nella seconda provetta indica la capacità del siero immunitario di entrare in una reazione specifica con l'antigene corrispondente. Non dovrebbero esserci "anelli" nelle 3-5 provette - non ci sono anticorpi e antigeni corrispondenti tra loro. L '"anello" nella 1a provetta - un risultato di reazione positivo - indica che l'antigene del test corrisponde al siero immunitario prelevato, l'assenza di un "anello" ("anello" solo nella 2a provetta) indica la loro incoerenza - una reazione negativa risultato.

Reazione di precipitazione in agar (gel). La particolarità della reazione è che l'interazione dell'antigene e dell'anticorpo avviene in un mezzo denso, cioè in un gel. Il precipitato risultante dà una fascia torbida nello spessore del mezzo. L'assenza di una banda indica una discrepanza tra i componenti della reazione. Questa reazione è ampiamente utilizzata nella ricerca biomedica, in particolare nello studio della formazione di tossine nell'agente eziologico della difterite.

Domande di controllo

1. Qual è la principale differenza tra la reazione di agglutinazione e precipitazione?

2. Perché gli ingredienti torbidi non possono essere usati nella reazione di precipitazione?

Esercizio

1. Impostare la reazione di precipitazione dell'anello e disegnare il risultato.

2. Studia la natura dell'interazione dell'antigene con l'anticorpo nella reazione di precipitazione dell'agar, disegna il risultato (prendi la tazza dall'insegnante).

Reazione di lisi (citolisi immunitaria)

La lisi immunitaria è la dissoluzione delle cellule sotto l'influenza di anticorpi con la partecipazione obbligatoria del complemento. Per la reazione hai bisogno di:

1. Antigene: microbi, eritrociti o altre cellule.

2. Anticorpo (lisina) - siero immunitario, raramente il siero del paziente. Il siero batteriolitico contiene anticorpi coinvolti nella lisi dei batteri; emolitico - emolisine che contribuiscono alla lisi dei globuli rossi; per la lisi delle spirochete sono necessarie spirochetolizine, cellule - itolizine, ecc.

3. Complemento. La maggior parte del complemento nel siero delle cavie. Questo siero (miscela di diversi animali) viene solitamente utilizzato come complemento. Il complemento fresco (nativo) è instabile e facilmente distrutto dal riscaldamento, dall'agitazione, dalla conservazione, quindi può essere utilizzato non più di due giorni dopo il ricevimento. Per preservare il complemento, vengono aggiunti acido borico al 2% e solfato di sodio al 3%. Questo complemento può essere conservato a 4°C per un massimo di due settimane. Il complemento secco è più comunemente usato. Prima dell'uso, viene sciolto in una soluzione isotonica al volume originale (indicato sull'etichetta).

4. Soluzione isotonica.

Reazione di emolisi(Tabella 19). Per la reazione hai bisogno di:

1. Antigene - sospensione al 3% di eritrociti di pecora lavati alla velocità di 0,3 ml di sedimento eritrocitario e 9,7 ml di soluzione isotonica.

2. Anticorpo - siero emolitico (emolisina) contro eritrociti di pecora; solitamente preparato in produzione, liofilizzato e il titolo è indicato in etichetta.

Il titolo di emolisina è la più alta diluizione sierica alla quale si verifica l'emolisi completa di una sospensione di eritrociti al 3% in presenza di complemento. Per la reazione di emolisi, l'emolisina viene assunta in un titolo triplo, cioè viene diluita 3 volte meno rispetto a prima del titolo. Ad esempio, con un titolo sierico di 1:1200, il siero viene diluito 1:400 (0,1 ml di siero* e 39,9 ml di soluzione fisiologica isotonica). È necessario un eccesso di emolisina, poiché una parte di essa può essere adsorbita da altri componenti della reazione.

* (Non si devono prelevare meno di 0,1 ml di siero: l'accuratezza della misurazione ne risente.)

3. Il complemento viene diluito 1:10 (0,2 ml di complemento e 1,8 ml di soluzione fisiologica isotonica).

4. Soluzione isotonica.

Contabilizzazione dei risultati. Con una reazione correttamente impostata nella prima provetta, si verificherà l'emolisi: il suo contenuto diventerà trasparente. Nei controlli il liquido rimane torbido: nella 2° provetta manca il complemento per l'inizio dell'emolisi, nella 3° provetta non c'è emolisina, nella 4° provetta non è presente né emolisina né complemento, nella 5° provetta, l'antigene non corrisponde all'anticorpo,

Se necessario, il siero emolitico viene titolato secondo il seguente schema (Tabella 20).

Prima della titolazione viene preparata una diluizione iniziale del siero di 1:100 (0,1 ml di siero e 9,9 ml di soluzione fisiologica isotonica), dalla quale vengono ricavate le necessarie diluizioni, ad esempio:

Di queste diluizioni, 0,5 ml di siero vengono aggiunti alle provette dell'esperienza di titolazione, come mostrato in Tabella. 20.

Nell'esempio riportato in tab. 20, il titolo del siero emolitico è 1:1200.

Quando si utilizza siero emolitico fresco, deve essere inattivato per distruggere il suo complemento. Per fare ciò, viene riscaldato per 30 minuti a 56 ° C a bagnomaria o in un inattivatore con termostato. Quest'ultimo metodo è migliore: elimina la possibilità di surriscaldamento del siero, cioè la sua denaturazione. I sieri denaturati non sono adatti per il test.

reazione di batteriolisi. In questa reazione, i batteri sono integrati in presenza del siero appropriato (omologo). Lo schema di reazione è fondamentalmente simile allo schema di reazione dell'emolisi. La differenza è che dopo un'incubazione di due ore, tutte le provette vengono seminate su piastre di Petri con un terreno favorevole per il microrganismo prelevato nell'esperimento per scoprire se è lisato. Con un'esperienza correttamente impostata nelle colture dalla 2a alla 5a provetta (controlli), dovrebbe esserci una crescita abbondante. La mancanza di crescita o la debole crescita in coltura dalla prima provetta (esperimento) indica la morte dei microbi, cioè che sono omologhi all'anticorpo.

Attenzione! La reazione di batteriolisi deve essere condotta in condizioni asettiche.

Domande di controllo

1. Cosa accadrà agli eritrociti se si utilizza acqua distillata invece della soluzione isotonica di cloruro di sodio? Cosa sta alla base di questo fenomeno?

2. Quale reazione si verificherà quando gli eritrociti interagiscono con il siero immunitario omologo in assenza di complemento?

Esercizio

Impostare la reazione di emolisi. Registra e disegna il risultato.

Reazione di fissazione del complemento

La reazione di fissazione del complemento (RCC) si basa sul fatto che uno specifico complesso antigene-anticorpo adsorbe (lega) sempre il complemento su se stesso.

Questa reazione è ampiamente utilizzata nell'identificazione di antigeni e nella sierodiagnosi di infezioni, in particolare malattie causate da spirochete (reazione di Wassermann), rickettsia e virus.

RSK è una reazione sierologica complessa. Coinvolge il complemento e due sistemi antigene-anticorpo. Essenzialmente, queste sono due reazioni sierologiche.

Il primo sistema - quello principale - è costituito da un antigene e da un anticorpo (uno è noto, l'altro no). Ad esso viene aggiunta una certa quantità di complemento. Quando l'antigene e l'anticorpo di questo sistema corrispondono, si collegheranno e legheranno il complemento. Il complesso risultante è finemente disperso e non è visibile.

La formazione di questo complesso è nota con l'aiuto di un secondo sistema emolitico o indicatore. Include eritrociti di pecora (antigene) e il corrispondente siero emolitico (anticorpo), cioè un complesso immunitario già pronto. In questo sistema, la lisi degli eritrociti può avvenire solo in presenza del complemento. Se il complemento è legato al primo sistema (se l'antigene e l'anticorpo corrispondono in esso), allora non ci sarà emolisi nel secondo sistema, poiché non esiste un complemento libero. L'assenza di emolisi (il contenuto della provetta è torbido o è presente un sedimento di eritrociti sul fondo della provetta) viene registrata come risultato positivo di RSK (Fig. 35).

Se l'antigene non corrisponde all'anticorpo nel primo sistema, il complesso immunitario non si forma e il complemento rimane libero. Rimanendo libero, il complemento partecipa al secondo sistema, provocando l'emolisi - il risultato di RSC è negativo (il contenuto delle provette è trasparente - "sangue laccato").

Componenti della reazione di fissazione del complemento: 1. Antigene - di solito un lisato, estratto, aptene; sospensione di microrganismi Principale 2. Anticorpo - siero del sistema paziente 3. Complemento - siero di cavie 4. Antigene - eritrociti di pecora Emolitico - 5. Anticorpo - emolisina per eritrociti di pecora 6. Sistema di soluzione isotonica

In considerazione del fatto che un gran numero di componenti complessi è coinvolto in RSC, devono essere preliminarmente titolati e portati nella reazione in quantità esatte e in volumi uguali: 0,5 o 0,25, meno spesso 0,2 ml. Di conseguenza, l'intero esperimento viene eseguito in volumi di 2,5, 1,25 o 1,0 ml (volumi maggiori danno un risultato più accurato). La titolazione dei componenti della reazione viene effettuata nello stesso volume dell'esperimento, sostituendo gli ingredienti mancanti con una soluzione isotonica.

Preparazione degli ingredienti

1. Siero emolitico(emolisina). Il siero è diluito 3 volte meno del suo titolo. Preparare una diluizione totale del siero per l'intero esperimento; il cui volume è determinato moltiplicando il volume di siero in una provetta (ad esempio 0,5 ml) per il numero di provette, superando leggermente il numero di esse nell'esperimento *.

* (Un eccesso di liquido è necessario nella preparazione di tutti i componenti della reazione: parte di esso rimane sulle pareti di provette, beute, pipette.)

2. Eritrociti di pecora. Viene preparata una sospensione al 3% di eritrociti di pecora lavati per l'intero numero di provette dell'esperimento.

Per preparare il sistema emolitico, 30 minuti prima di introdurlo nell'esperimento, vengono miscelati volumi uguali di emolisina diluita e sospensioni di eritrociti, aggiungendo siero agli eritrociti, miscelati accuratamente e incubati per 30 minuti a 37 ° C (sensibilizzati).

3. Complemento solitamente diluito 1:10. Deve essere titolato prima di ogni esperimento. Il titolo del complemento è la sua quantità minima, quando aggiunto al sistema emolitico, l'emolisi completa avviene entro 1 ora a 37 ° C. Lo schema di titolazione del complemento è presentato in Tabella. 21.

Nota. Il volume totale di liquido nelle provette è di 2,5 ml.

Attenzione! Il complemento viene titolato nello stesso volume dell'esperimento principale, sostituendo gli ingredienti mancanti con una soluzione isotonica.

Contabilizzazione dei risultati. Non dovrebbero esserci nemmeno tracce di emolisi nei controlli, poiché uno di essi non ha un complemento, mentre l'altro non contiene emolisina. I controlli indicano l'assenza di reazioni di emotossicità (la capacità di lisare spontaneamente gli eritrociti) nei componenti.

Sul tavolo. 21 esempio, il titolo del complemento in una diluizione 1:10 è 0,15 ml. Nell'esperimento, l'attività del complemento può diminuire a causa del suo adsorbimento non specifico da parte di altri componenti della reazione, pertanto, per l'esperimento, la quantità di complemento viene aumentata: viene presa la dose successiva al titolo. Questa è la dose di lavoro. Nell'esempio dato, è pari a 0,2 ml di complemento in una diluizione 1:10. Poiché tutti i componenti coinvolti nel CSC devono essere assunti in volumi uguali (nel nostro esempio è 0:5 ml), è necessario aggiungere 0,3 ml di soluzione isotonica alla dose di lavoro del complemento (0,2 ml 1:10). Per l'intera esperienza, il volume di ciascuno di essi (complemento e soluzione isotonica) viene moltiplicato per il numero di provette coinvolte nel CSC. Ad esempio, per condurre un esperimento in 50 provette, è necessario prelevare 10 ml di complemento 1:10 (0,2 ml × 50) e 15 ml di soluzione isotonica (0,3 ml × 50).

4. Antigene solitamente lo si prepara con l'indicazione del suo titolo, cioè la quantità che, dopo la diluizione dell'antigene, dovrebbe essere contenuta in 1 ml. Ad esempio, a un titolo di 0,4, viene diluito in 0,96 ml di soluzione isotonica. Nell'esperienza prendere la quantità di antigene, pari alla metà del titolo (0,5 ml). Questa è la sua dose di lavoro. Preparare una diluizione totale dell'antigene per l'intero esperimento moltiplicando 0,5 ml per il numero di provette nell'esperimento.

5. Anticorpo- Siero del paziente. Il siero fresco viene inattivato prima dell'esperimento per distruggere il complemento in esso presente. Per fare ciò, viene riscaldato per 30 minuti a 56 ° C a bagnomaria o in un inattivatore con termostato. Quest'ultimo metodo è preferibile: elimina la possibilità di surriscaldamento del siero, cioè la sua denaturazione. I sieri denaturati non sono adatti per il test. Il siero del paziente viene solitamente utilizzato in una diluizione da 1:10 a 1:160.

I sieri immuni vengono spesso preparati in condizioni industriali e rilasciati inattivati. Sono allevati 1:50 e oltre.

Attenzione! Tutti i componenti sono preparati con un leggero eccesso.

Condurre l'esperienza principale

Quando si imposta un esperimento, la sequenza di aggiunta dei componenti è estremamente importante. L'esperimento si svolge in due fasi (Tabella 22).

1 (Nell'esperimento, il siero può essere studiato in diluizioni doppie consecutive.)

Fase I. La quantità richiesta di soluzione isotonica di cloruro di sodio viene versata nelle provette, quindi il volume richiesto di siero diluito e le dosi di lavoro dell'antigene e del complemento nello stesso volume. L'esperienza è necessariamente accompagnata dal controllo di tutti gli ingredienti coinvolti in essa: siero, antigene, sistema emolitico e complemento.

Le provette vengono accuratamente agitate e incubate a 37°C per 45 minuti - 1 ora oa 4°C ("CSC al freddo") per 18 ore Durante questo tempo, in presenza di un complesso specifico, avviene la fissazione del complemento. Condurre la reazione "al freddo" ne aumenta significativamente la sensibilità e la specificità.

Fase II. Al termine dell'incubazione, in tutte le provette viene aggiunto 1 ml del sistema emolitico, che viene preventivamente tenuto in termostato per 30 minuti (sensibilizzato). I tubi vengono agitati e rimessi nel termostato.

Contabilizzazione dei risultati. Le provette vengono lasciate in termostato fino a completa emolisi nella 2a, 3a, 6a e 7a provetta (controllo del siero, dell'antigene e del complemento per una e due dosi). Prima di tutto, l'emolisi si verificherà nella settima provetta, che contiene una quantità doppia di complemento. Dopo che l'emolisi si verifica in questo tubo e il suo contenuto diventa completamente trasparente, è necessario monitorare attentamente il resto dei controlli. Non appena il liquido nella 2a, 3a e 6a provetta diventa trasparente, è necessario rimuovere immediatamente il rack con le provette dal termostato. Il fatto che l'esperimento non sia stato tenuto nel termostato più a lungo del necessario è indicato dalla presenza di una leggera torbidità (emolisi incompleta) nella 5a provetta - contiene solo la metà della dose di lavoro del complemento e l'emolisi completa con la corretta impostazione di l'esperimento non può essere.

L'emolisi nei controlli del siero e dell'antigene (provette 2 e 3) indica che le loro dosi sono state scelte correttamente e che né il siero né l'antigene del complemento si legano da soli.

Nel controllo del sistema emolitico (tubo 4), se funziona correttamente, non dovrebbero esserci nemmeno tracce di emolisi - manca il complemento.

Dopo essersi assicurati che i controlli siano stati superati correttamente, si può tener conto dell'esperienza. L'assenza di emolisi nelle provette dell'esperienza è considerata un risultato positivo della reazione. Indica che nel siero sono presenti anticorpi specifici per l'antigene prelevato. Il complesso da essi formato legava il complemento e ne impediva la partecipazione alla reazione di emolisi. Se nelle provette si verifica emolisi, il risultato della reazione è valutato come negativo. In questo caso non c'è corrispondenza tra l'antigene e l'anticorpo, il complemento non è legato e partecipa alla reazione di emolisi.

In parallelo con il siero del paziente, lo stesso esperimento viene eseguito con un siero noto positivo (cioè con siero in cui sono presenti anticorpi contro un dato antigene) e uno noto negativo, in cui non sono presenti anticorpi specifici. Con la corretta impostazione dell'esperimento, nel primo caso dovrebbe esserci un ritardo nell'emolisi, e nel secondo caso ci sarà l'emolisi.

L'intensità della reazione è espressa come segue:

Ritardo completo dell'emolisi. Gli eritrociti formano una torbidità uniforme o si depositano sul fondo. In questo caso il liquido nella provetta diventa incolore;

Lisato circa il 25% degli eritrociti. Il sedimento è più piccolo, il liquido sopra di esso è leggermente rosa. Anche il risultato del RSC è valutato nettamente positivo;

Lisato circa il 50% degli eritrociti. Il sedimento è piccolo, il liquido è rosa. Risultato RSK positivo;

Lisato circa il 75% degli eritrociti. Sedimento insignificante, liquido intensamente colorato sopra di esso. Risultato dubbio di RSK;

Tutti gli eritrociti sono stati lisati. Il liquido è intensamente colorato e completamente trasparente. Risultato RSK negativo.

Domande di controllo

1. Cos'è il principio RSC?

2. Quali sistemi sono coinvolti in RSC? In cosa consiste il sistema emolitico e quale ruolo svolge nella reazione?

3. Qual è la preparazione all'esperienza di base dei RSC? In che ordine viene eseguito? Quante fasi ci sono nell'RSC?

4. Cosa significa l'assenza di emolisi in CSC?

Esercizio

1. Titolare il complemento e impostarne la dose di lavoro.

2. Calcola tutti gli ingredienti per impostare l'esperimento principale, conduci l'esperimento, prendi in considerazione e disegna il risultato.

Reazione di immunofluorescenza

Il test di immunofluorescenza (RIF) utilizza la microscopia a fluorescenza (vedi Capitolo 2) per gli studi sierologici. La reazione si basa sul fatto che i sieri immuni, a cui sono attaccati chimicamente i fluorocromi, quando interagiscono con gli antigeni corrispondenti, formano uno specifico complesso luminoso visibile al microscopio a fluorescenza. Tali sieri sono chiamati luminescenti *. Il metodo è altamente sensibile, semplice, non richiede l'isolamento di una coltura pura (è possibile rilevare i microrganismi direttamente nel materiale del paziente: feci nel colera, espettorato nella pertosse, tessuto cerebrale nella rabbia). Il risultato può essere ottenuto mezz'ora dopo aver applicato il siero luminescente alla preparazione. Pertanto, RIF è ampiamente utilizzato nella diagnostica rapida (accelerata) di una serie di infezioni.

* (Fluorocromi: la fluoresceina dà un bagliore verde, la rodamina - rosso.)

Per preparare le preparazioni, un vetrino con uno striscio fisso (impronta, taglio) viene posto in una camera umida. La camera è preparata come segue. La carta da filtro bagnata viene posta sul fondo della capsula di Petri. Due bacchette di vetro sono posizionate su di esso in parallelo (puoi usare la parte larga delle pipette Pasteur). Su di essi viene posizionato un vetrino con una sbavatura.

Attenzione! Non dimenticare di circondare la macchia sul retro con una matita di cera.

Una goccia di siero luminescente viene applicata allo striscio. La tazza viene chiusa e posta in un termostato o lasciata a temperatura ambiente per 20-30 minuti. Dopo l'incubazione, viene lavato con una soluzione isotonica tamponata (pH 7,4), risciacquato con acqua distillata, asciugato, viene applicata una goccia di glicerolo tamponato, coperto con un coprioggetto (non più spesso di 0,17 mm!) ed esaminato al microscopio a fluorescenza. Se la preparazione contiene microbi omologhi agli anticorpi sierici luminescenti, si illuminano intensamente su uno sfondo scuro. Questo metodo è chiamato diretto (Fig. 36). L'inconveniente del metodo RIF diretto è che richiede sieri luminescenti per ciascun antigene determinato, che è difficile da preparare, e non esiste un set completo di sieri luminescenti già pronti per qualsiasi antigene. Pertanto, viene spesso utilizzato il metodo indiretto. Sta nel fatto che nella prima fase il farmaco viene trattato con siero specifico immunitario non luminescente all'antigene desiderato. Se la preparazione contiene gli antigeni desiderati (microbi), si forma un complesso antigene-anticorpo che non può essere visto. Dopo l'essiccamento, nella seconda fase, il preparato viene trattato con siero luminescente contenente anticorpi non verso l'antigene desiderato, ma verso globuline della specie animale da cui è stato ottenuto il siero specifico. Ad esempio, se il primo siero è stato ottenuto durante l'immunizzazione di un coniglio, il secondo dovrebbe contenere anticorpi contro le globuline di coniglio (vedi Fig. 36). Questi anticorpi si combinano con globuline sieriche specifiche che sono state adsorbite sull'antigene desiderato e il complesso si illumina quando la preparazione viene osservata attraverso un microscopio a fluorescenza.

Reazione opsonofagocitica

La reazione opsonofagocitica (OPR) è uno dei metodi per valutare l'attività della fagocitosi immunitaria. Maggiore è questa attività, maggiore è la resistenza del corpo alle infezioni. IN organismo immunitario sotto l'influenza di anticorpi (opsonine), la fagocitosi procede più attivamente (più microbi vengono assorbiti in un periodo più breve). Pertanto, gli indicatori dell'attività fagocitica non hanno solo valore diagnostico(ad esempio, con la brucellosi), ma consentono anche di prevedere l'esito del processo infettivo, valutando i risultati del trattamento e della vaccinazione. Per la reazione hai bisogno di:

1. Antigene: una sospensione di microrganismi vivi o uccisi.

2. Anticorpo (opsonine) - siero di prova.

3. Fagociti - di solito neutrofili del sangue studiato.

Impostazione della reazione. Utilizzando una micropipetta, 0,05 ml di soluzione di citrato di sodio al 2% vengono versati in piccole provette; 0,1 ml del sangue di prova e 0,05 ml di una sospensione di microrganismi, la cui densità corrisponde a 10 unità in 1 ml. torbidità secondo lo standard ottico GISK.

Attenzione! Per ogni ingrediente deve essere utilizzata una pipetta separata.

Mescolare il contenuto dei tubi. Le provette vengono poste in un termostato per 30 minuti, dopodiché il loro contenuto viene nuovamente miscelato e vengono preparati degli strisci sottili (come gli strisci di sangue). Macchiato secondo Romanovsky - Giemsa.

Contabilizzazione dei risultati. In diversi punti dello striscio vengono contati 25 neutrofili, tenendo conto del numero di microrganismi catturati in ciascuno di essi. L'indicatore della reazione opsonofagocitica (POFR) è calcolato dalla formula:

POFR = 3a + 2b + 1c + 0,

dove a è il numero di neutrofili contenenti più di 41 batteri; b - il numero di neutrofili contenenti da 21 a 40 batteri; c è il numero di neutrofili contenenti da 1 a 20 batteri; 0 - il numero di neutrofili che non contengono batteri.

L'indicatore massimo della reazione opsonofagocitica con questo sistema contabile è 75.

Il risultato della reazione viene valutato secondo il seguente schema:

con POFR da 1 a 24 - debolmente positivo;

con POFR da 25 a 49 - pronunciato;

con POFR da 50 a 75 - nettamente positivo.

Nelle persone sane, il POFR è 0-1, raramente 4-5. I risultati chiari e nettamente positivi della reazione indicano un elevato effetto opsonizzante del siero della persona esaminata con un'attività pronunciata dei fagociti del sangue.

La determinazione della sola attività degli anticorpi - le opsonine viene effettuata dall'esperienza di stabilire l'indice opsoico - il rapporto tra l'indice fagocitico in presenza di siero immunitario (testato) e l'indice fagocitico nel siero, che ovviamente non contiene anticorpi contro un dato microbo. L'esperimento è impostato come segue: si prelevano 2 provette, in una delle quali (sperimentale) si aggiungono in quantità uguali (solitamente 0,2 ml): 1) il siero della persona in esame; 2) una sospensione di microbi, in cui viene determinata la presenza di opsonine; 3) leucociti (possibili dalla cavità addominale del topo). Alla provetta di controllo si aggiungono: 1) siero senza opsonine (controllo); 2) gli stessi microbi di quello sperimentale; 3) leucociti (gli stessi della provetta).

Entrambe le provette vengono mantenute in un termostato per 30 minuti, quindi vengono preparati degli strisci dall'uno e dall'altro, fissati e colorati secondo Romanovsky-Giemsa. Gli strisci sono microscopici e l'indice fagocitico è determinato in provette sperimentali e di controllo.

In presenza di opsonine nel siero in esame, l'indice opsonico sarà maggiore di uno. Come più numero ottenuto dividendo l'indice di fagocitosi del test per l'indice fagocitico del siero di controllo, più pronunciato è l'effetto degli anticorpi - opsonine.

Domande di controllo

1. Su quale proprietà degli anticorpi si basa l'OPA? Questa reazione è specifica?

2. Cosa indica un punteggio OFR di 75?

Esercizio

Esaminare l'OFR del sangue prelevato da un dito. Disegna i fagociti. Calcola PORF.

Reazioni immunitarie in vivo (test cutanei)

Quando si applica l'antigene sulla pelle scarificata o per via intradermica, è possibile rilevare sia lo stato immunitario che lo stato di ipersensibilità a questo farmaco.

Test cutaneo con tossina. Una quantità titolata di tossina viene iniettata per via intradermica. Se il corpo è immune, cioè ha un certo livello di antitossina, l'azione della tossina non si manifesterà - la tossina sarà neutralizzata dall'antitossina. In un organismo non immune, si svilupperà un infiltrato infiammatorio (arrossamento, indurimento, ecc.) nel sito di iniezione della tossina.

Test cutanei sugli allergeni(test allergici cutanei) per studiare le reazioni di tipo aumentato (vedi capitolo 13). Con l'ipersensibilità immediata, l'allergene iniettato (antigene) reagisce con gli anticorpi adsorbiti sulle cellule vari corpi. L'ipersensibilità del tipo ritardato è dovuta alla reazione all'allergene dei linfociti T sensibilizzati. Tale sensibilizzazione si verifica in una serie di infezioni in pazienti che sono stati malati e vaccinati (tubercolosi, brucellosi, ecc.). Pertanto, i test allergici cutanei per queste infezioni hanno valore diagnostico.

I preparati per i test cutanei sono preparati da produttori speciali, fornendo istruzioni per il loro uso.

Domande di controllo

1. In cosa consiste un anticorpo test cutaneo con una tossina? Cosa indica un risultato negativo di questo test?

2. Quale reazione consente di identificare lo stato di maggiore sensibilità del corpo a un agente infettivo?

Immunoprofilassi e immunoterapia delle malattie infettive

I tentativi di prevenire il decorso grave di una malattia mortale provocando una forma lieve della malattia sono stati fatti per secoli in diversi paesi del mondo.

Motivazione scientifica e attuazione pratica L'immunoprofilassi è stata data per la prima volta da L. Pasteur, che ha creato i principi per l'uso di microrganismi indeboliti (attenuati) e farmaci preparati (vaccini) per prevenire alcune malattie infettive nell'uomo e negli animali.

Sono passati più di cento anni e ora la creazione artificiale dell'immunità è la base della lotta contro le malattie infettive.

L'immunizzazione - l'introduzione di farmaci per creare un'immunità attiva artificiale - viene effettuata in determinati anni durante la vita di una persona. Nei primissimi giorni dopo la nascita, il bambino riceve il vaccino BCG contro la tubercolosi. Nel 1 ° anno di vita viene vaccinato per prevenire la difterite, la pertosse e il tetano, vaccinato contro la poliomielite, il morbillo, ecc. profilassi specifica malattie infettive per le quali vengono utilizzati i vaccini.

Vaccini- i preparati per l'immunizzazione attiva possono essere:

1. Corpuscolare (dalle cellule microbiche) - vivo e morto.

2. Chimica (antigeni e frazioni antigeniche).

3. Anatossine.

I vaccini vivi attenuati sono preparati da microrganismi viventi, la cui virulenza è indebolita (dal latino attenuer - indebolire, ammorbidire) e le proprietà immunogeniche (la capacità di causare immunità) sono preservate.

Esistono diversi modi per ottenere tali microrganismi:

1) coltivazione su terreni nutritivi sfavorevoli alla crescita e alla riproduzione del patogeno; sotto l'azione di fattori fisici e chimici (è così che è stato ottenuto il vaccino BCG per la prevenzione della tubercolosi); 2) passaggio dell'agente patogeno attraverso l'organismo di un animale poco suscettibile a un'infezione riproducibile (è così che L. Pasteur ha ricevuto il vaccino antirabbico); 3) selezione di colture naturali di microrganismi leggermente virulenti per l'uomo (è così che è stato ottenuto il vaccino contro la peste), ecc.

I vaccini vivi creano un'immunità intensa, poiché provocano un processo simile a una malattia infettiva naturale, solo leggermente pronunciata, quasi senza manifestazioni cliniche. In questo caso, viene attivato l'intero meccanismo dell'immunogenesi: viene creata l'immunità.

I vaccini uccisi sono colture di microrganismi inattivati ​​​​dall'azione di alte temperature, sostanze chimiche (fenolo, formalina, alcool, acetone), raggi UV, ecc. Allo stesso tempo, vengono selezionati tali fattori di influenza che preservano completamente le proprietà immunogeniche delle cellule microbiche.

I vaccini chimici sono singoli componenti di una cellula microbica (antigeni) ottenuti mediante trattamento speciale di una sospensione microbica.

I vaccini chimici vengono solitamente assorbiti rapidamente dopo l'introduzione nell'organismo, il che non consente di ottenere la stimolazione immunogenica desiderata, pertanto ai vaccini vengono aggiunte sostanze che prolungano il tempo di assorbimento: idrossido di alluminio, allume di alluminio-potassio, oli minerali, ecc. Questa è chiamata la creazione di un "deposito".

I vaccini chimici sono usati per prevenire la febbre tifoide, la meningite, ecc.

Le anatossine (dal latino ana - indietro) sono esotossine di batteri, neutralizzate dall'esposizione alla formalina (0,3-0,4%) e dall'esposizione a una temperatura di 37 ° C per 3-4 settimane. In questo caso si verifica una perdita di proprietà tossiche, ma la conservazione di quelle immunogeniche.

Attualmente, i toxoidi sono stati ottenuti e utilizzati dalle tossine di agenti patogeni di difterite, tetano, ecc.

Le anatossine vengono purificate dalle impurità dei mezzi nutritivi (proteine ​​di zavorra) e assorbite su sostanze che vengono assorbite lentamente dal sito di iniezione.

In base al numero di antigeni che compongono il vaccino, si distinguono: monovaccini (da un tipo di antigeni), divaccini (da due antigeni), tre vaccini (da tre antigeni), ecc.

I vaccini associati sono preparati da antigeni di vari batteri e toxoidi. Ad esempio, il vaccino pertosse-difterite-tetano (DPT) associato contiene microbi e tossoidi della pertosse uccisi: difterite e tetano.

I vaccini vengono somministrati per via intramuscolare, sottocutanea, cutanea, intradermica, orale. Immunizzare una o due e tre volte ad intervalli di 1-2 settimane o più. La frequenza di somministrazione, gli intervalli tra le vaccinazioni dipendono dalla natura del vaccino - per ciascuno sono stati sviluppati schemi di somministrazione.

Dopo l'introduzione del vaccino, possono verificarsi reazioni generali e locali. Quelli generali includono un aumento della temperatura (fino a 39 ° C), mal di testa, malessere. Questi fenomeni di solito scompaiono in 2-3 giorni. Reazioni locali: arrossamento e infiltrazione nel sito di iniezione possono comparire 1-2 giorni dopo la vaccinazione. Con la somministrazione cutanea di un vaccino (contro la tularemia, BCG, ecc.), l'aspetto reazione locale indica l'efficacia del vaccino.

Esistono controindicazioni alla vaccinazione: febbre, malattie infettive acute, allergie, ecc. Non vaccinare le donne nella seconda metà della gravidanza.

Vaccini e toxoidi vengono preparati nelle imprese che producono preparati batterici. Per la loro fabbricazione sono necessarie grandi quantità di sospensione microbica (biomassa) o materiale contenente virus.

I preparati finiti vengono versati in fiale o fiale e per lo più essiccati. I preparati secchi mantengono l'attività e altre proprietà più a lungo.

Alcuni vaccini, come la poliomielite, sono disponibili in compresse o confetti.

Le etichette sono attaccate a ciascuna fiala, bottiglia e scatola con farmaci che indicano il nome del farmaco, il suo volume, la data di scadenza, il numero di lotto e il numero di controllo.

Le istruzioni per l'uso sono incluse in ogni confezione.

Conservare i preparati principalmente a una temperatura di 4 ° C. Non esporre i preparati al congelamento e allo scongelamento, alle alte temperature. Durante il trasporto, si osservano condizioni speciali. Non usare farmaci che presentano crepe nelle fiale e un aspetto alterato.

In URSS esiste un sistema di controllo statale sulla qualità dei preparati medici immunobiologici, che ne garantisce l'efficacia e la standardizzazione.

Un tipo speciale di vaccino - e poi il vaccino. Sono preparati in laboratori batteriologici da microbi isolati dal paziente. Autovaccine è usato per trattare solo questo paziente. Molto spesso, gli autovaccini sono usati per trattare infezioni croniche (stafilococco, ecc.). L'autovaccino viene somministrato ripetutamente, a piccole dosi, secondo lo schema elaborato per ciascun vaccino. Gli autovaccini stimolano le difese dell'organismo, che contribuiscono al recupero.

Preparazioni di siero utilizzato per creare immunità passiva artificiale. Questi includono sieri immuni specifici e immunoglobuline.

Queste preparazioni contengono anticorpi già pronti. Sono ottenuti dal sangue di donatori - persone o animali appositamente immunizzati (contro morbillo, influenza, tetano). Inoltre, il siero di persone guarite e anche sane viene utilizzato se contiene Abbastanza anticorpi. Il sangue placentare e abortivo viene utilizzato anche come materia prima per la preparazione di preparati immunitari.

Esistono sieri antibatterici e antitossici. I primi sono di uso più limitato. I sieri antitossici sono usati per trattare la difterite, il tetano, il botulismo, ecc. Questi sieri sono prodotti con un certo contenuto di antitossina, misurato in unità internazionali (UI).

I preparati di siero immunitario sono ottenuti dal sangue di animali, principalmente cavalli, ripetutamente immunizzati. Al termine dell'immunizzazione, viene determinato il livello di anticorpi nel sangue e viene eseguito il salasso. Il siero risultante viene preservato, la sua sterilità, attività e proprietà fisiche vengono controllate.

I preparati derivati ​​dal sangue dei cavalli contengono proteine ​​estranee all'uomo che, se somministrate ripetutamente, possono provocare reazioni allergiche: malattia da siero e shock anafilattico. Per prevenire complicazioni, i preparati sierici devono essere somministrati con cautela (secondo Bezredka) (vedi capitolo 13). Per il rilascio di sieri animali dalle proteine ​​di zavorra e la concentrazione di anticorpi, vari metodi, il principale dei quali è il metodo Diaferm-3, sviluppato nel nostro paese e che include l'idrolisi enzimatica delle proteine ​​​​della zavorra.

Inoltre, per la concentrazione di anticorpi in un volume minore del farmaco, sono stati sviluppati metodi per isolare le gammaglobuline contenenti anticorpi dal siero del sangue. Questi farmaci sono chiamati immunoglobuline. Sono preparati da siero umano (omologo) e animale (eterologa).

L'efficacia delle immunoglobuline è molto più elevata di quella dei sieri immuni e le complicanze sono sproporzionatamente inferiori. Attualmente, le immunoglobuline sono utilizzate molto più ampiamente dei sieri.

Nel nostro paese, le immunoglobuline vengono utilizzate per prevenire il morbillo, l'epatite, la rosolia, ecc. La somministrazione profilattica di immunoglobuline viene eseguita se si sospetta un'infezione o se si verifica un'infezione. Si consiglia di somministrare questi farmaci nei primi giorni dopo l'infezione (l'inizio del periodo di incubazione), mentre il processo patologico non si è ancora sviluppato.

Nell'uso terapeutico del farmaco, la sua somministrazione precoce dà un effetto maggiore.

Il siero e le immunoglobuline vengono somministrate per via intramuscolare ed endovenosa.

Tempestivo e uso corretto le preparazioni sieriche possono ridurre l'incidenza di molte infezioni.

Domande di controllo

1. Quali tipi di vaccini conosci?

2. Quali farmaci creano immunità passiva?

3. Cos'è un autovaccino?

6. Regolazione della risposta immunitaria

risposta immunitaria

Risposta immunitaria cellulare

Risposta immunitaria umorale

T-helper di tipo 1

T-helper di tipo 2

T-helper di tipo 3

Meccanismo della risposta immunitaria

3. Attivazione dei linfociti;

6. Distruzione dell'antigene.

Meccanismi di citolisi dell'antigene:

Citolisi dell'antigene con la partecipazione del sistema del complemento

1. Lisi dell'antigene dipendente dal complemento. Quando i prodotti microbici compaiono nell'ambiente interno, viene avviato un processo, che viene chiamato attivazione del complemento . L'attivazione procede come una reazione a cascata, quando ogni componente precedente del sistema attiva quello successivo:

All'incontro antigene e anticorpo si forma il complesso proteico C1. Sono uniti dalle proteine ​​C2 e C4K; sono uniti dalla proteina C3 convertasi. C3 è il componente centrale di questa cascata. La sua attivazione per scissione è la reazione principale dell'intera catena di attivazione del complemento. L'idrolisi di C3 produce frammenti di proteine ​​C3b e C3a. Le proteine ​​​​C5 si uniscono a loro.

Le proteine ​​​​C5 e C6 del sistema del complemento si legano alla membrana cellulare dell'antigene, le proteine ​​​​C7, C8, C9 si uniscono a loro. Queste proteine ​​si formano complesso di attacco alla membrana che forma un poro nella membrana dell'antigene. Attraverso questo poro, il complesso di attacco alla membrana entra nel corpo dell'antigene e lisa (distrugge) l'antigene.

Regolazione della risposta immunitaria

1. Meccanismo neuroendocrino. Regolazione delle funzioni e tutte le reazioni protettive del corpo, incl. e l'immunogenesi, viene effettuata sotto controllo sistema nervoso centrale ed endocrino. Quando un fattore di stress microbico è esposto a tessuti periferici e organi sensoriali, segnala questo percorsi neurali venire a ipotalamo. L'ipotalamo, dopo aver ricevuto informazioni, inizia a secernere ormoni che influenzano pituitario - la ghiandola operaia, che è il regolatore generale del sistema endocrino. La ghiandola pituitaria secerne ormone adenocorticotropo (ACTH). Entra nel sangue e nella linfa e agisce sulle ghiandole endocrine periferiche, in particolare sulla corteccia surrenale. Lì stimola la produzione dell'ormone antinfiammatorio - cortisone, che è un immunosoppressore (inibisce l'attività del sistema dei fagociti mononucleari e delle cellule immunocompetenti che formano anticorpi).

Oltre all'ACTH, la ghiandola pituitaria secerne ormone della crescita (ormone somatotropo), che, al contrario, aumenta la reattività dei tessuti, stimola la reazione infiammatoria, l'attività dei macrofagi, degli immunociti, delle plasmacellule e la sintesi degli anticorpi. Ormoni prodotti negli organi centrali dell'IS (timosina nel timo, stimolatore della produzione di anticorpi (SAP) nel midollo osseo), influenzano anche lo stato dei sistemi immunitari T e B, assicurano la normale maturazione e funzionamento.

2. Meccanismo di autoregolamentazione. Il ruolo iniziale nella risposta immunitaria appartiene all'effetto antigenico sulle cellule immunocompetenti. Una condizione importante per una risposta immunitaria a tutti gli effetti è la cooperazione reciproca di macrofagi, linfociti T e B. Al centro della gestione delle attività IS c'è meccanismo di autoregolazione. L'immunità, come qualsiasi sistema di autoregolazione, necessita di autolimitazione o feedback negativo. Quando la risposta immunitaria raggiunge un picco, si attivano meccanismi inibitori che riducono l'attività di formazione del plasma e dei T-killer. Ciò si verifica a causa della formazione di un clone di soppressori T e B, le cui cellule bersaglio sono T-helper, plasmacellule e macrofagi. Inoltre, gli anticorpi prodotti nel corso di una risposta immunitaria, da soli o in combinazione con un antigene, sono in grado di indurre la sintesi di anticorpi anti-idiotipici.

3. Controllo genetico della risposta immunitaria effettuato dal MNS. Ir - i geni controllano l'altezza della risposta immunitaria, Ia - i geni svolgono un ruolo nell'interazione cooperativa dei linfociti B e T e dei macrofagi durante la risposta immunitaria e svolgono anche un ruolo nella funzione delle cellule soppressori che sopprimono il sistema immunitario risposta.

Interpretazione dell'immunogramma

1. Caratteristiche del sistema immunità innata:

1. Il numero di neutrofili e monociti del sangue

2. Il valore degli indicatori per valutare la fagocitosi

3. Il livello degli assassini naturali e di grandi dimensioni linfociti granulari

4. Titolo del complemento sierico

5. Concentrazione dei singoli componenti del complemento nel siero del sangue

6. Concentrazione di lisozima nei segreti

2. Caratteristiche del legame cellulare dell'immunità:

Il legame cellulare è predominante nei patogeni virali, fungini, nei patogeni atipici (micoplasmi, clamidia), nelle infezioni batteriche con un patogeno intracellulare (micobatteri), nonché nella risposta immunitaria ai tumori e alle forme tissutali di elminti (ad esempio, ascaris o trichinella larve).

3. Caratteristiche del legame umorale dell'immunità:

1. Livelli di cellule CD3-CD19+, CD3-CD20+, CD3-CD21+ e CD3-CD22+ (linfociti B in diverse fasi di maturazione),

2. Livelli di immunoglobuline di diverse classi (IgM, IgG, IgE, IgA sieriche e secretorie).

3. Il livello dei T-helper (CD3 + CD4 + linfociti T)

Il legame umorale è predominante nelle infezioni batteriche con permanenza extracellulare del patogeno (streptococchi, stafilococchi, Escherichia, Pseudomonas aeruginosa, Proteus, ecc.), nonché nelle invasioni cavitarie da protozoi ed elminti.

CONFERENZA №7. MECCANISMI DELLA RISPOSTA IMMUNITARIA

1. Fasi della risposta immunitaria per tipo cellulare

2. Fasi della risposta immunitaria per tipo umorale

3. Citolisi dell'antigene con la partecipazione del sistema del complemento

4. Citolisi dell'antigene mediante fagocitosi

5. Citolisi dell'antigene con la partecipazione di linfociti T citotossici (T-killer)

6. Regolazione della risposta immunitaria

risposta immunitaria è un processo delle cellule del sistema immunitario che è indotto da un antigene e porta alla formazione di anticorpi o linfociti immunitari. Allo stesso tempo, le reazioni specifiche sono sempre accompagnate da quelle non specifiche: come la fagocitosi, l'attivazione del complemento, le cellule NK, ecc.

Secondo il meccanismo di formazione, si distinguono 2 tipi di risposta immunitaria: cellulare e umorale.

Risposta immunitaria cellulare Si forma principalmente su AG di virus, cellule tumorali e cellule estranee trapiantate. Le sue principali cellule effettrici sono i linfociti T: T-helper, T-killer e cellule T della memoria.

Risposta immunitaria umorale è la base dell'immunità antitossica, antibatterica e antimicotica. Le B-LF partecipano al suo sviluppo: si differenziano in plasmacellule che sintetizzano gli anticorpi; e cellule B di memoria.

Lo sviluppo di un particolare tipo di risposta immunitaria diretta dalle citochine T-helper. A seconda delle citochine secrete, i T-helper sono divisi in T-helper del 1°, 2° e 3° tipo.

T-helper di tipo 1 allocare IL-2, 7, 9, 12, 15, γ-IFN e TNF-α. Queste citochine sono i principali induttori della risposta immunitaria cellulare e dell'infiammazione associata.

T-helper di tipo 2 secernono IL - 2, 4, 5, 6, 10, 13, 14, ecc., che attivano la risposta immunitaria umorale.

T-helper di tipo 3 fattore di crescita trasformante isolato -β (TGF-β) - questo è il principale soppressore della risposta immunitaria - il loro nome è T-soppressori (non tutti gli autori riconoscono l'esistenza di una popolazione separata di Tx-3).

Meccanismo della risposta immunitaria

Per implementare la risposta immunitaria, sono necessari tre tipi di cellule: macrofagi (o cellule dendritiche), linfociti T e linfociti B.

Le fasi principali della risposta immunitaria sono:

1. Endocitosi dell'antigene, sua elaborazione e presentazione ai linfociti;

2. Riconoscimento dell'antigene da parte dei linfociti;

3. Attivazione dei linfociti;

4. Espansione clonale o proliferazione dei linfociti;

5. Maturazione delle cellule effettrici e della memoria.

6. Distruzione dell'antigene.

Meccanismi di citolisi dell'antigene:

1. Citolisi dell'antigene con la partecipazione del sistema del complemento

2. Citolisi dell'antigene mediante fagocitosi

3. Citolisi dell'antigene con la partecipazione di linfociti T citotossici (T-killer)

Tuttavia, la risposta immunitaria può verificarsi secondo vari scenari. Innanzitutto, il sistema immunitario blocca l'attività di corpi estranei (immunogeni), creando speciali molecole chimicamente reattive (immunoglobuline) che inibiscono l'attività degli immunogeni.

Le immunoglobuline sono prodotte dai linfociti, che sono le principali cellule del sistema immunitario. Esistono due tipi principali di linfociti che, se combinati, creano tutti i tipi di risposte immunitarie: linfociti T (cellule T) e linfociti B (cellule B). I linfociti T, quando percepiscono materiale estraneo, producono essi stessi una risposta immunitaria: distruggono le cellule estranee a livello genico. I linfociti T sono la base dell'immunità cellulare.

I linfociti B neutralizzano gli oggetti estranei a distanza, creando speciali molecole chimicamente reattive: gli anticorpi. I linfociti B sono la base dell'immunità umorale.

Esistono 5 classi di anticorpi: IgM, IgD, IgE, IgG, IgA. Le IgG sono la principale classe di immunoglobuline. Anticorpi IgG costituiscono circa il 70% di tutti gli anticorpi. Le immunoglobuline IgA costituiscono circa il 20% di tutti gli anticorpi. Gli anticorpi di altre classi costituiscono solo il 10% di tutti gli anticorpi.

Quando si verifica una risposta immunitaria umorale, l'eliminazione di materiale estraneo avviene nel plasma sanguigno sotto forma di reazione chimica. Le immunoglobuline, prodotte come risultato della risposta immunitaria, possono rimanere per molti anni e decenni, fornendo all'organismo protezione contro la reinfezione, ad esempio parotite, varicella, rosolia. Attraverso questo processo, è probabile la vaccinazione.

Le cellule T sono responsabili della risposta immunitaria a 2 livelli. Al primo livello, aiutano nella rilevazione di materiale estraneo (immunogeno) e attivano le cellule B per sintetizzare le immunoglobuline. Al secondo livello, dopo che i linfociti B sono stati stimolati a produrre immunoglobuline, i linfociti T iniziano a scomporsi ea distruggere direttamente il materiale estraneo.

Una tale cellula T attivata distrugge la cellula dannosa, scontrandosi e attaccandosi strettamente ad essa, quindi sono diventate note come cellule killer o T-killer.

La difesa immunitaria cellulare è stata scoperta da I.I. Mechnikov alla fine del XIX secolo. Ha dimostrato che la protezione del corpo dall'infezione da microbi si ottiene grazie alla capacità di speciali cellule del sangue di attaccarsi e abbattere minuscoli organismi dannosi.

Questo processo è stato chiamato fagocitosi e le cellule killer che rintracciano minuscoli organismi alieni sono chiamate fagociti. La sintesi delle immunoglobuline e il processo di fagocitosi sono fattori specifici dell'immunità umana.

Oltre a specifiche, ci sono cause non specifiche di immunità. Tra loro:
blocco di agenti infettivi da parte dell'epitelio
presenza nelle secrezioni cutanee e succo gastrico sostanze che hanno un effetto negativo sugli agenti infettivi -
presenza nel plasma sanguigno, nella saliva, nelle lacrime, ecc. speciali sistemi enzimatici che abbattono microbi e virus (ad esempio muramidasi).

La protezione dell'organismo viene effettuata non solo dalla distruzione del materiale estraneo che vi viene introdotto a livello genico, ma anche dalla rimozione degli immunogeni già localizzati in esso da organi e tessuti. È chiaro che virus, batteri e i loro prodotti di scarto, così come i batteri morti, vengono trasportati all'esterno ghiandole sudoripare, apparato urinario e tratto intestinale.

Un altro meccanismo di difesa non specifico è l'interferone, una struttura proteica antivirale sintetizzata da una cellula infetta. Muovendosi lungo la matrice extracellulare e penetrando nelle cellule sane, questa proteina protegge la cellula dal virus e dal sistema del complemento, un complesso di proteine ​​costantemente presenti nel plasma sanguigno e in altri fluidi corporei che distruggono le cellule contenenti materiale estraneo.

Le difese dell'organismo sono indebolite nella maggior parte dei casi a causa del mancato rispetto di uno stile di vita sano o dell'abuso di antibiotici.

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REAZIONI IMMUNITARIE

CONCETTI MODERNI SUI MECCANISMI

IMMUNITÀ. SPECIFICO E NON SPECIFICO

IMMUNITÀ. TIPI DI IMMUNI. VIOLAZIONI

REAZIONI IMMUNITARIE

Uno dei fondatori della scienza dei meccanismi delle reazioni immunitarie (protettive) del corpo è lo scienziato francese Louis Pasteur, che ha sviluppato e messo in pratica la vaccinazione come metodo per combattere le malattie infettive. Scienziato russo I.I. Mechnikov si è sviluppato teoria cellulare dell'immunità, avendo stabilito il meccanismo dell'immunità cellulare, secondo il quale l'immunità del corpo è determinata dall'attività fagocitica dei leucociti. Lo scienziato tedesco Paul Ehrlich ha creato Teoria umorale dell'immunità, che spiegava l'immunità del corpo mediante la produzione di sostanze umorali protettive nel sangue - anticorpi. Secondo concetti moderni si chiama immunità la capacità del corpo di rispondere con reazioni difensive a tutto ciò che gli è geneticamente estraneo, ad es. su microbi, virus, cellule e tessuti estranei, da soli, ma cellule geneticamente modificate, nonché su alcuni veleni e tossine. A questi agenti dannosi è stato dato il nome comune antigeni. Come risultato dello sviluppo dell'immunità, il corpo acquisisce resistenza all'esposizione ripetuta agli stessi antigeni, che vengono rapidamente neutralizzati.

La protezione contro gli antigeni viene effettuata attraverso meccanismi non specifici e specifici, che a loro volta sono divisi in umorali e cellulari.

Meccanismi non specifici sono usati per neutralizzare anche quegli antigeni che il corpo non ha mai incontrato in precedenza. non specifico immunità umorale creare proteine ​​​​protettive lisozima, interferone, ecc., costantemente presenti nel plasma sanguigno. L'immunità cellulare non specifica è dovuta all'attività fagocitica di eosinofili, basofili, neutrofili e monociti, scoperta da I.I. Mechnikov. Immunità umorale e cellulare aspecifica ereditario immunità.

In presenza di immunità ereditaria, il corpo non è suscettibile alle infezioni dalla nascita. Distinguere ereditario specifico immunità e ereditario individuale immunità. L'umanità è inerente, ad esempio, l'immunità ereditaria delle specie all'afta epizootica. Per ogni 1,5 milioni di casi di afta epizootica negli animali da allevamento, c'è solo un caso di malattia umana. Gli squali quasi non soffrono di malattie infettive, le loro ferite non sono soggette a suppurazione.

A differenza dei meccanismi non specifici alla base dell'immunità ereditaria, meccanismi specifici fornire immunità acquisita. Meccanismi specifici si basano sul "ricordare" l'antigene al primo contatto con l'organismo, "riconoscerlo" al contatto ripetuto e alla rapida distruzione con l'aiuto di un tipo speciale di linfociti T (T-killer) e anticorpi appositamente sintetizzati, principalmente immunoglobuline.

L'immunità acquisita è divisa in acquisito attivamente formata dopo la vaccinazione o il trasferimento questa malattia, E acquisito passivamente y, che si forma a seguito dell'introduzione del siero sanguigno dell'organismo che ha subito questa malattia. Per la formazione dell'immunità attiva al fine di proteggere dalle malattie infettive, producono vaccinazioni, cioè. vengono somministrati i vaccini. I vaccini sono costituiti da microbi o virus uccisi o vivi ma indeboliti. L'immunità attiva dura per mesi, anni e persino decenni. Distinguere immunità acquisita naturalmente(dopo malattia) e immunità acquisita attivamente(dopo le vaccinazioni). Con entrambi i tipi di immunità attiva nel corpo, gli anticorpi si formano nel sangue dopo l'introduzione di un vaccino o il trasferimento di una malattia. Con l'immunità passiva, gli anticorpi già pronti sono contenuti nei sieri di sangue iniettati nel corpo.

I linfociti svolgono il ruolo principale nello sviluppo di reazioni protettive del corpo. I linfociti sono formati da cellule staminali del midollo osseo. Lasciando il midollo osseo, una parte delle cellule staminali con il sangue entra nella ghiandola del timo o timo dove si moltiplicano e diventano linfociti dipendenti dal timo, o Linfociti T. Un'altra parte delle cellule staminali non passa attraverso il timo, ma viene convertita in linfociti in altri organi. Negli uccelli, questo organo è borsa in tessuto (Borsa), così viene chiamato questo tipo di linfociti Linfociti B. Nei mammiferi e nell'uomo, i linfociti B maturano in linfonodi. I linfociti B vivono per diversi giorni e poi iniziano a moltiplicarsi, producendo cellule figlie identiche.

I linfociti T forniscono l'immunità cellulare. Diversi tipi di linfociti T svolgono funzioni diverse. COSÌ, Linfociti T-cellule killer (cellule killer)) si legano a cellule estranee e le uccidono. Le proteine ​​​​del recettore sono incorporate nella membrana killer, che sono anticorpi, possibilmente immunoglobuline fissate. Sono questi recettori che contattano i linfociti con antigeni estranei e li neutralizzano. Questo processo richiede la partecipazione dei cosiddetti T-helper (linfociti helper). I T-helper aiutano anche i linfociti B a sintetizzare gli anticorpi. Il terzo gruppo di linfociti T è il cosiddetto cellule T della memoria immunitaria. Queste cellule, che vivono più di 10 anni, circolano nel sangue e, dopo il primo contatto con l'antigene, lo "ricordano" per molti anni. Al contatto ripetuto con lo stesso antigene, le cellule della memoria immunitaria lo “riconoscono” e ne assicurano la rapida neutralizzazione. Il quarto tipo di linfociti T - T-soppressori, sono in grado di sopprimere la produzione di anticorpi da parte dei linfociti B e l'attività di altri linfociti T.

I linfociti B forniscono immunità umorale. Quando un antigene entra nel corpo, i linfociti B si trasformano prima in plasmablasti, che, a seguito di una serie di divisioni successive, danno plasmacellule. Il citoplasma delle plasmacellule è ricco di ribosomi che producono attivamente anticorpi o immunoglobuline. I T-helper sono coinvolti nella produzione di anticorpi, tuttavia il meccanismo esatto della loro partecipazione non è ancora noto. Le plasmacellule sono strettamente specifiche per determinati antigeni: ogni cellula sintetizza solo un tipo di anticorpo.

Gli anticorpi, o immunoglobuline, sono proteine ​​complesse chiamate glicoproteine. Si legano specificamente a sostanze estranee - antigeni. Secondo la struttura della molecola, le immunoglobuline sono monomeriche e polimeriche. Ogni molecola ha parti costanti (COOH-terminali) e variabili (mutevoli) (NH 2 -terminali) nelle sue catene. Le parti variabili si formano centro attivo(una cavità di una configurazione speciale, corrispondente per dimensioni e struttura all'antigene), che determina la capacità dell'anticorpo di legarsi specificamente all'antigene. Come risultato di questo legame, si forma un forte complesso antigene-anticorpo.

La malattia AIDS (sindrome da immunodeficienza acquisita) apparsa nella seconda metà del XX secolo è causata dal retrovirus dell'HIV, che infetta selettivamente i linfociti T-helper nel corpo, a seguito del quale i meccanismi specifici del sistema immunitario cessano di operare. Il paziente diventa praticamente indifeso contro qualsiasi infezione più innocua. Oltre ai T-helper, l'HIV infetta monociti, microfagi e cellule del SNC che hanno un recettore T 4 sulla loro superficie, attraverso il quale il virus entra nella cellula.

L'immunità è soppressa anche dalle radiazioni ionizzanti.

IRRITABILITÀ ED ECCITABILITÀ DELLA CELLULA.

FENOMENI BIOELETTRICO A RIPOSO E

ATTIVITÀ CELLULARI. IL SIGNIFICATO DEI FENOMENI BIOELETTRICO NEI PROCESSI DI TRASFERIMENTO DELLE INFORMAZIONI IN

ORGANISMO

Irritabilità chiamato la capacità delle cellule viventi, dei tessuti o dell'intero organismo di rispondere alle influenze esterne modificando la sua struttura, nonché l'emergere, il rafforzamento o l'indebolimento della sua attività. Queste influenze esterne sono chiamate irritanti, risposte a loro di cellule, tessuti e dell'intero organismo - reazioni biologiche. Viene chiamato il processo di esposizione a uno stimolo irritazione.

Per loro natura, gli stimoli possono essere chimici, elettrici, meccanici, di temperatura, di radiazione, di luce, biologici, ecc. In base al loro significato biologico per ogni cellula, tutti gli stimoli sono suddivisi in adeguato E inadeguato. Adeguati sono quegli stimoli che, con una minima forza di irritazione, provocano eccitazione in un dato tipo di cellula che ha sviluppato una speciale capacità di rispondere a questi stimoli nel processo di evoluzione. La sensibilità delle cellule a stimoli adeguati è molto alta. Tutti gli altri stimoli sono chiamati inadeguati.

In un modo o nell'altro, tutte le cellule e i tessuti viventi sono in grado di rispondere all'irritazione. Tuttavia, il tessuto nervoso, muscolare e ghiandolare, a differenza di altri, è in grado di svolgere reazioni rapide alle irritazioni. Questi tessuti sono chiamati tessuti eccitabili. Le cellule eccitabili includono anche cellule recettoriali specializzate, come bastoncelli e coni nella retina.

La capacità delle cellule e dei tessuti nervosi, muscolari e ghiandolari, nonché delle cellule recettoriali di rispondere rapidamente all'irritazione con cambiamenti nelle loro proprietà fisiologiche e la comparsa di Risveglio chiamato eccitabilità. L'eccitazione è un processo ondulatorio che si manifesta in una risposta tissutale specifica (muscolare - si contrae, ghiandolare - secerne un segreto, nervosa - genera un impulso elettrico) e non specifica (cambiamento di t °, metabolismo, ecc.). Un segno obbligatorio di eccitazione è cambiamento di carica elettrica membrane cellulari.

Viene chiamata la forza minima dello stimolo necessaria per il verificarsi di una risposta minima della cellula e del tessuto soglia di irritazione. Viene misurato in varie grandezze fisiche che caratterizzano l'entità dello stimolo (in gradi, chilogrammi, decibel, ecc.). Viene chiamato lo stimolo minimo necessario per eccitare una cellula e generare un potenziale d'azione soglia di eccitazione. La soglia di eccitazione è misurata in millivolt.

Ogni cellula vivente è ricoperta da una membrana semipermeabile attraverso la quale viene effettuato il trasferimento selettivo passivo e attivo di ioni caricati positivamente e negativamente. A causa di questo trasferimento tra la superficie esterna e quella interna della membrana cellulare, c'è una differenza di potenziale elettrico - potenziale di membrana. Esistono tre diverse manifestazioni del potenziale di membrana: il potenziale di membrana a riposo, il potenziale locale e il potenziale d'azione.

Se gli stimoli esterni non agiscono sulla cellula, il potenziale di membrana rimane costante per lungo tempo. Viene chiamato il potenziale di membrana di una tale cellula a riposo potenziale di membrana a riposo. Per l'ambiente interno della cellula il potenziale di riposo è sempre negativo e pari a -50 a -100 mV per tessuto muscolare nervoso e striato, da -20 a -30 mV per tessuto muscolare epiteliale e liscio.

La ragione dell'emergere del potenziale di riposo è la diversa concentrazione di cationi e anioni all'esterno e all'interno della cellula e la permeabilità selettiva della membrana cellulare per essi. Il citoplasma di una cellula nervosa e muscolare a riposo contiene circa 20-100 volte più cationi potassio, 5-15 volte meno cationi sodio e 20-100 volte meno anioni cloruro rispetto al liquido extracellulare.

La membrana cellulare contiene sodio, potassio, cloruro e calcio specifici canali, che saltano selettivamente, rispettivamente, solo Na + , K + , C1 - e Ca 2+ . Questi canali sono controllati e possono essere aperti o chiusi. A riposo, quasi tutti i canali del sodio della membrana cellulare sono chiusi e la maggior parte dei canali del potassio sono aperti. Ogni volta che gli ioni di potassio incontrano un canale aperto, si diffondono attraverso la membrana. Poiché la concentrazione di ioni K + all'interno della cellula è molto più elevata, molti di essi lasciano la cellula rispetto a quelli che entrano, il che aumenta la carica positiva. superficie esterna membrane. Questo deflusso di ioni K+ eguaglierebbe presto la pressione osmotica (o concentrazione) di quello ione, ma ciò è impedito dalla forza elettrica repulsiva degli ioni K+ positivi dalla superficie esterna caricata positivamente della membrana. Gli ioni K + lasceranno la cellula fino a quando la forza della repulsione elettrica non sarà uguale alla forza della pressione osmotica K + . A questo livello di potenziale di membrana, l'uscita e l'ingresso degli ioni K + attraverso la membrana cellulare saranno bilanciati.

Poiché quasi tutti i canali del sodio della membrana sono chiusi a riposo, gli ioni Na + entrano nella cellula in piccole quantità e quindi non possono compensare la perdita della carica positiva dell'ambiente interno della cellula causata dal rilascio di ioni K +. Un eccesso di ioni Na+ sulla superficie esterna della membrana, insieme agli ioni K+ che lasciano la cellula, creano un potenziale positivo all'esterno della membrana della cellula a riposo.

A riposo, la membrana delle cellule nervose è leggermente meno permeabile e la permeabilità delle cellule muscolari è leggermente migliore per gli anioni Cl- che per i cationi K +. Gli anioni Cl-, che sono più esterni alla cellula, si diffondono nella cellula e portano con sé una carica negativa. L'equalizzazione delle concentrazioni di ioni Cl è impedita dalla forza di repulsione elettrica di cariche simili.

La membrana cellulare è praticamente impermeabile ai grandi anioni organici, in particolare molecole proteiche, anioni di acidi organici. Pertanto, rimangono all'interno della cellula e, insieme agli ioni Cl che entrano nella cellula, forniscono un potenziale negativo sulla superficie interna della membrana della cellula a riposo.

Quando vari stimoli agiscono sulla cellula, la cui forza è circa 1,5-2 volte inferiore alla soglia di irritazione, il potenziale di membrana a riposo inizia a diminuire, ad es. in corso depolarizzazione di membrana cellule. Con un aumento della forza della stimolazione, aumenta la depolarizzazione della membrana. Tuttavia, se la forza dell'irritazione non ha raggiunto la soglia, la cessazione dell'irritazione porta a recupero rapido potenziale di riposo. Nei tessuti muscolari e nervosi con stimolazione sottosoglia, la diminuzione del potenziale di membrana è limitata a una piccola area nel sito di irritazione ed è chiamata capacità locale o risposta locale.

Quando viene raggiunta la forza di soglia della stimolazione, si verifica un rapido cambiamento a breve termine nell'entità e nella polarità della carica della membrana cellulare, che viene chiamato potenziale d'azione(Si usano anche i termini "onda di eccitazione", per le cellule nervose - "impulso nervoso"). I potenziali d'azione si verificano sempre quando la membrana delle cellule nervose e muscolari striate viene depolarizzata a circa -50 mV.

La ragione dell'emergere di un potenziale locale, e quindi di un potenziale d'azione, è l'apertura dei canali del sodio e l'ingresso di ioni Na + nella cellula. Con un aumento della forza dell'irritazione fino alla soglia, questo processo procede lentamente e sorge un potenziale locale. Al raggiungimento del livello critico di depolarizzazione della membrana (circa -50 mV), la permeabilità dei canali del sodio della membrana aumenta come una valanga. Gli ioni Na + entrano nella cellula, il che porta non solo alla rapida neutralizzazione della carica negativa sulla superficie interna della membrana, ma anche alla comparsa di una carica positiva (potenziale inversione).

Non appena il numero di ioni Na + all'esterno e all'interno della cella è uguale, la corrente diretta nella cella Na + si interrompe e l'inversione termina a un valore di circa +30 a +40 mV (Figura 1).

Immagine 1 - Lo sviluppo di un potenziale d'azione in un neurone in risposta alla stimolazione:

1 – livello del potenziale di riposo; 2 - potenziale locale; KUD - livello critico di depolarizzazione della membrana; 3 - picco del potenziale d'azione; 4 – valore di inversione (overshoot); 5 - ripolarizzazione; 6 - traccia potenziale di depolarizzazione; 7 - traccia potenziale di iperpolarizzazione.

A questo punto, la permeabilità della membrana per gli ioni K + aumenta bruscamente, che lasciano la cellula in grandi quantità. Di conseguenza, viene nuovamente creata una carica negativa sulla superficie interna della membrana e viene creata una carica positiva sulla superficie esterna, ad es. in corso ripolarizzazione della membrana. I rapidi cambiamenti nell'entità e nella polarità della carica della membrana sono chiamati picco del potenziale d'azione. Dopo il picco del potenziale d'azione si osservano potenziali in traccia di depolarizzazione e iperpolarizzazione, dovuti all'inerzia dei processi di movimento degli ioni Na + e K + attraverso la membrana cellulare. La durata del potenziale d'azione è di circa 1 ms nei nervi, 10 ms nel muscolo scheletrico e più di 200 ms nel miocardio cardiaco.

Mantenere la differenza nelle concentrazioni di ioni Na + e K + tra il citoplasma cellulare e il fluido extracellulare a riposo e ripristinare questa differenza dopo l'irritazione cellulare è assicurata dal lavoro del cosiddetto pompa a membrana sodio-potassio. La pompa sodio-potassio esegue il trasferimento attivo di ioni contro i loro gradienti di concentrazione, pompando continuamente Na + fuori dalla cellula in cambio di K +. La pompa è alimentata da energia ATP. Perché la pompa funzioni, è necessario avere ioni Na + nella cellula e ioni K + nel fluido extracellulare.

La propagazione di un potenziale d'azione attraverso i tessuti, in particolare un impulso nervoso attraverso i nervi, è il modo più rapido e mirato per trasmettere informazioni nel corpo. La velocità di trasmissione di un impulso nervoso nelle fibre a conduzione rapida dei nervi motori (tipo A α ) raggiunge i 120 m/s. Altre modalità di trasmissione delle informazioni sono molto più lente: l'umorale non supera 0,5 m/s (velocità del flusso sanguigno nell'aorta), il trasporto assone di sostanze dal corpo del neurone alle terminazioni degli assoni non supera i 40 cm al giorno.

La trasmissione di informazioni nel corpo conducendo potenziali d'azione viene effettuata lungo la membrana della fibra nervosa. Quando un'irritazione di forza sufficiente viene applicata alla fibra nervosa, una zona di eccitazione appare nel punto di irritazione (Figura 2). Questa zona ha una carica positiva sulla superficie interna della membrana e una carica negativa su quella esterna. Le sezioni adiacenti non eccitate della membrana della fibra nervosa hanno un rapporto di polarità di carica inverso. Le correnti elettriche sorgono tra le sezioni eccitate e non eccitate della membrana. Hanno il nome correnti locali.

Queste correnti irritano le sezioni adiacenti non eccitate della membrana. Di conseguenza, la permeabilità dei canali ionici cambia in essi, si sviluppa la depolarizzazione e sorge un potenziale d'azione. Queste aree si eccitano. Il processo si ripete e quindi l'impulso nervoso si propaga lungo il nervo in entrambe le direzioni dal sito iniziale di irritazione. Questo è il meccanismo di conduzione dell'eccitazione lungo una fibra nervosa non carnosa, in cui viene eseguita a bassa velocità, indebolendosi gradualmente.

Nelle fibre nervose polpose, i potenziali d'azione sorgono solo ai nodi di Ranvier, dove non c'è guaina mielinica, che è un isolante elettrico. Di conseguenza, l'eccitazione nella fibra nervosa polposa viene trasmessa a salti, da un'intercettazione di Ranvier all'altra. La velocità di trasmissione dell'eccitazione in essa è superiore a quella di una fibra non carnosa e viene trasmessa praticamente senza attenuazione.

IL SIGNIFICATO DEGLI ANALIZZATORI PER LA PERCEZIONE DEI FENOMENI DELL'AMBIENTE ESTERNO ED INTERNO. IL CONCETTO DI RECETTORI,

SENSORI, ANALIZZATORI E SENSORI

SISTEMI. REPARTI DI ANALIZZATORI. PROPRIETÀ GENERALI DEGLI ANALIZZATORI

L'organismo umano e animale può funzionare normalmente solo con la ricezione costante di informazioni sullo stato e sui cambiamenti ambiente esterno in cui si trova, così come lo stato dell'ambiente interno, tutte le parti del corpo. Senza informazioni che entrano nel cervello, i riflessi semplici e complessi non possono essere eseguiti fino a attività mentale persona.

Complessi atti di comportamento umano nell'ambiente esterno richiedono un'analisi costante della situazione esterna, oltre alla consapevolezza centri nervosi sullo stato degli organi interni. Strutture speciali del sistema nervoso che assicurano l'ingresso di informazioni nel cervello e l'analisi di queste informazioni, I.II. Pavlov chiamato analizzatori.

Con l'aiuto di analizzatori viene effettuata la conoscenza del mondo circostante. Quando i recettori vengono stimolati nella corteccia cerebrale, Tatto, che riflettono le proprietà individuali di oggetti e fenomeni. Sulla base delle sensazioni si formano concetti e idee, riflettendo le interrelazioni e le dipendenze tra questi oggetti e fenomeni, vengono tratte conclusioni e conclusioni, viene svolto un comportamento adeguato nell'ambiente esterno e l'attività umana pratica.

Gli analizzatori durante il normale funzionamento all'interno della sensibilità dei loro recettori danno un'idea corretta dell'ambiente esterno, che è confermata dalla pratica. Ciò consente a una persona di sapere il mondo per ottenere progressi nei campi della conoscenza, della scienza e della tecnologia.

È necessario mantenere le informazioni provenienti da vari recettori nel sistema nervoso centrale stato attivo CNS e l'intero organismo nel suo insieme. Lo spegnimento artificiale della maggior parte degli organi di senso in speciali esperimenti sugli animali ha portato a una forte diminuzione del tono della corteccia e a uno stato di sonnolenza dell'animale. Era possibile svegliarlo solo influenzando gli organi di senso che non erano spenti. Esperimenti speciali su persone collocate in camere che escludono il flusso di stimoli visivi, uditivi e di altro tipo hanno dimostrato che una forte diminuzione del flusso di informazioni sensoriali influisce negativamente sulla capacità di concentrazione, pensiero logico ed esecuzione di compiti mentali. In alcuni casi sono comparse allucinazioni visive e uditive.

Le informazioni trasmesse al sistema nervoso centrale dai recettori dell'analizzatore interocettivo situato negli organi interni servono come base per i processi autoregolamentazione. Quindi, ad esempio, se la pressione sanguigna cambia, l'eccitazione si verifica nei barocettori delle pareti dei vasi sanguigni. Viene trasmesso al centro vasomotore del midollo allungato, i cui impulsi provocano vasodilatazione e ripristino della pressione arteriosa a valori normali.

Oltre alla raccolta primaria di informazioni sull'ambiente e sullo stato interno del corpo, un'importante funzione degli analizzatori è quella di informare i centri nervosi sui risultati dell'attività riflessa, ad es. implementazione feedback. Ad esempio, per eseguire con precisione una risposta motoria a qualsiasi stimolo, il sistema nervoso centrale deve ricevere informazioni dal motore e analizzatori vestibolari sulla forza e la durata delle contrazioni muscolari eseguite, sulla velocità e la precisione del movimento del corpo, sulla posizione del corpo nello spazio, sui cambiamenti nel ritmo dei movimenti, ecc. Senza queste informazioni, è impossibile formare e migliorare le capacità motorie, comprese quelle lavorative e sportive.

La percezione di qualsiasi informazione sull'ambiente esterno e interno inizia con l'irritazione dei recettori. Recettore- Questa è una terminazione nervosa o una cellula specializzata che è in grado di percepire l'irritazione e convertire l'energia dell'irritazione in un impulso nervoso. I recettori sono divisi in esterorecettori, percependo stimoli dall'ambiente esterno, e interorecettori, segnalando lo stato degli organi interni. Lo sono una varietà di interorecettori propriorecettori informare sullo stato e l'attività del sistema muscolo-scheletrico. A seconda della natura degli stimoli a cui il recettore ha sensibilità selettiva, i recettori sono divisi in diversi gruppi: meccanocettori, termocettori, fotorecettori, chemocettori, recettori del dolore e così via.

La trasformazione dell'energia dello stimolo nel processo di eccitazione, o impulso nervoso, avviene per effetto del metabolismo dei recettori stessi. Lo stimolo, agendo sul recettore, provoca la depolarizzazione della sua membrana e l'aspetto recettore o potenziale generatore, che è simile nelle sue proprietà al potenziale locale. Quando il potenziale del recettore raggiunge il valore del potenziale critico, provoca la comparsa di un impulso afferente nella fibra nervosa proveniente dal recettore.

Un concetto più ampio di un recettore è il concetto organo sensoriale, che è inteso come una formazione che include recettori, così come altre cellule e tessuti che contribuiscono a una migliore percezione di un particolare stimolo da parte dei recettori. Ad esempio, i recettori della vista (fotorecettori) sono i bastoncelli ei coni della retina. Insieme al sistema di rifrazione, membrane, muscoli, vasi sanguigni bulbo oculare compongono i fotorecettori organo di senso - occhio.

Tuttavia, per il verificarsi della sensazione, un organo di senso non è sufficiente. È necessario che l'eccitazione dall'organo di senso sia trasmessa lungo vie afferenti al sistema nervoso centrale alle corrispondenti zone di proiezione nella corteccia cerebrale. Ciò è stato stabilito dallo scienziato russo IP Pavlov, che ha introdotto il concetto in fisiologia analizzatore, che unisce tutte le formazioni anatomiche, a seguito delle quali sorge una sensazione. L'analizzatore è composto da reparto periferico(organo di senso corrispondente), dipartimento del direttore d'orchestra(vie afferenti) e corticale, O dipartimento centrale(una certa area nella corteccia cerebrale). Ad esempio, la parte periferica dell'analizzatore visivo è rappresentata dall'occhio, la parte conduttiva è il nervo ottico e la parte corticale è la zona visiva della corteccia cerebrale.

Va notato che attualmente il termine organo di senso è spesso investito dello stesso concetto di analizzatore.

Ulteriori studi sui meccanismi di percezione e analisi delle informazioni, nonché sulla reazione del corpo ad esse, hanno portato all'emergere di un concetto più generale rispetto all'analizzatore. sistemi sensoriali. Il sistema sensoriale include non solo un complesso sistema multilivello per trasmettere informazioni dai recettori alla corteccia cerebrale e analizzarle, che I.P. Pavlov ha chiamato l'analizzatore, ma include anche i processi di sintesi di varie informazioni nella corteccia e l'influenza regolatoria della corteccia sui centri nervosi e sui recettori sottostanti. I sistemi sensoriali hanno una struttura complessa. L'eccitazione dai recettori viene condotta alla corteccia cerebrale attraverso il cosiddetto specifica E non specifico modi.

Pu specifico t comprende: 1) recettore; 2) il primo neurone sensitivo, sempre localizzato al di fuori del sistema nervoso centrale nei gangli spinali o nei gangli dei nervi cranici; 3) il secondo neurone, situato nel midollo spinale o nel midollo allungato o nel mesencefalo; 4) il terzo neurone, situato nei tubercoli visivi del diencefalo; 5) il quarto neurone, situato in zona di proiezione questo analizzatore nella corteccia cerebrale.

Dai secondi neuroni di un percorso specifico, ad es. nel midollo spinale, nel midollo allungato e nel mesencefalo c'è anche un trasferimento di eccitazione sensoriale lungo la strada verso altri reparti cervello, compreso formazione reticolare. Dalla formazione reticolare, l'eccitazione può essere diretta lungo il cosiddetto percorsi non specifici a tutte le parti della corteccia cerebrale.

Gli analizzatori hanno le seguenti proprietà generali. IO) Alta sensibilità a stimoli adeguati. Ad esempio, in una notte buia e limpida occhio umano può distinguere la luce di una candela fino a una distanza di 20 km. 2) Adattamento dell'analizzatore, cioè. la capacità di adattarsi a un'intensità costante di uno stimolo a lunga durata d'azione. Sotto l'azione di un forte stimolo, l'eccitabilità dell'analizzatore diminuisce e le soglie di irritazione aumentano; sotto l'azione di uno stimolo debole, l'eccitabilità dell'analizzatore aumenta e le soglie di irritazione diminuiscono. Non tutti gli analizzatori hanno la stessa adattabilità. Gli analizzatori olfattivi, di temperatura, tattili si adattano bene, gli analizzatori vestibolari, motori e del dolore si adattano molto poco.

Velocità e grado di adattamento per diversi analizzatori a diversi stimoli è anche diverso. Ad esempio, l'adattamento al buio durante il passaggio dalla luce intensa all'oscurità si sviluppa entro un'ora e l'adattamento alla luce durante il passaggio dall'oscurità alla luce avviene entro un minuto. Il significato fisiologico dell'adattamento è da stabilire quantità ottimale segnali che entrano nel sistema nervoso centrale e limitano la ricezione di impulsi che non portano nuove informazioni.

3) Irradiazione e induzione nei neuroni analizzatori. L'irradiazione è la diffusione dell'eccitazione ad altri neuroni nella sezione corticale dello stesso analizzatore. Può essere osservato osservando quadrati della stessa dimensione su sfondi diversi. Pertanto, un quadrato bianco su sfondo nero appare più grande di un quadrato nero di dimensioni simili su sfondo bianco.

Induzione Succede simultaneo E sequenziale.Induzione simultaneaè un processo opposto all'irradiazione. La sua essenza è che, contemporaneamente allo sviluppo dell'eccitazione in alcuni neuroni dell'analizzatore, l'inibizione viene indotta nei neuroni vicini. Induzione sequenziale consiste nel fatto che dopo la cessazione dell'eccitazione, il processo di inibizione si sviluppa nei centri nervosi dell'analizzatore e, dopo la cessazione dell'inibizione, si sviluppa il processo di eccitazione. I processi di induzione simultanea e successiva sono alla base dei fenomeni di contrasto. Ad esempio, l'acido dopo il dolce sembra ancora più aspro; l'acqua calda sembra calda dopo l'acqua fredda, ecc.

4) Traccia i processi negli analizzatori. Dopo la cessazione della stimolazione dei recettori, i processi fisiologici nell'analizzatore continuano per qualche tempo nella forma positivo E tracce negative. I processi di traccia positivi sono, per così dire, una continuazione a breve termine dei processi che hanno avuto luogo negli analizzatori sotto l'azione di uno stimolo. Quelli. la sensazione (visiva, uditiva, gustativa, ecc.) continua per qualche tempo dopo che lo stimolo ha cessato di agire sui recettori. A causa dei fenomeni di traccia positivi, è possibile una percezione continua di fotogrammi separati in un film.

5) Interazione degli analizzatori. Tutti gli analizzatori non funzionano isolatamente, ma interagiscono tra loro. La loro interazione può migliorare o viceversa indebolire le sensazioni. Ad esempio, gli stimoli sonori vengono percepiti più facilmente se combinati con quelli leggeri, su cui si basa la musica leggera.

PRINCIPIO DI CONTROLLO DEL SISTEMA

FUNZIONI FISIOLOGICHE COME BASE DEL COMPLESSO

COMPORTAMENTO. IL CONCETTO DI SISTEMA FUNZIONALE

ATTO COMPORTAMENTALE (P.K. ANOKHIN). ELEMENTI COMPONENTI DI UN SISTEMA FUNZIONALE

Un organismo è un'unità autoesistente del mondo organico. È un sistema autoregolante che reagisce nel suo insieme a vari cambiamenti nell'ambiente esterno. Nel corpo, particolari processi fisiologici sono soggetti alle leggi di funzionamento di un complesso sistema integrale.

Ad esempio, un cambiamento nel metabolismo e nelle funzioni di qualsiasi cellula, tessuto, organo e sistema di organi provoca cambiamenti nel metabolismo di altre cellule, tessuti, organi e sistemi di organi. Pertanto, la gestione dei processi vitali nel corpo si basa sul principio della gerarchia sistemica, vale a dire i processi elementari sono subordinati a quelli più complessi.

Il ruolo principale nei meccanismi fisiologici di atti comportamentali complessi appartiene a sistema nervoso. Il sistema nervoso centrale regola e coordina le funzioni fisiologiche, determinandone il ritmo e la direzione generale. D'altra parte, forme private funzioni fisiologiche grazie ai feedback, influenzano l'apparato di controllo superiore. Questa forma di controllo e mutua influenza delle funzioni fisiologiche è alla base del controllo sistemico nell'intero organismo.

pc. Anokhin è stato il primo ad attirare l'attenzione sul fatto che i sistemi in un organismo vivente non solo collegano anatomicamente i singoli elementi in essi inclusi, ma li combinano anche per svolgere le singole funzioni vitali del corpo. L'implementazione di qualsiasi processo mentale o fisiologico è associata alla formazione di sistemi funzionali nel corpo che assicurano il raggiungimento dei risultati desiderati e determinano un comportamento mirato.

Sotto sistema funzionale PK Anokhin comprese l'associazione autoregolante temporanea di recettori, varie strutture cerebrali e organi esecutivi, interagendo tra loro al fine di ottenere risultati adattivi utili per il corpo.

A differenza dei tradizionali sistemi anatomici e fisiologici, che consistono in un certo insieme costante di organi, i sistemi funzionali combinano selettivamente vari organi in diverse combinazioni da diversi sistemi anatomici per ottenere risultati adattivi utili per il corpo. Lo stesso organo incluso in diversi sistemi funzionali può svolgere funzioni diverse.

Il sistema funzionale di un atto comportamentale olistico (Figura 3) comprende i seguenti meccanismi: I) sintesi afferente; 2) processo decisionale; 3) un recettore dei risultati di un'azione e di un programma d'azione efferente; 4) compiere un'azione; 5) ottenere i risultati dell'azione e confrontarli sulla base di afferenza posteriore con il programma di azione.

Palcoscenico sintesi afferente consiste in eccitazione motivazionale, afferenza situazionale, uso dell'apparato mnemonico, afferenza iniziale.

Il lavoro del sistema funzionale è finalizzato all'ottenimento di un risultato adattivo utile per soddisfare il bisogno biologico o sociale che si è manifestato. Avendo causato l'attività in alcune strutture cerebrali, il bisogno porta all'emergere della motivazione. Molte informazioni diverse entrano costantemente nel corpo e diverse motivazioni possono coesistere contemporaneamente. In ogni momento, la motivazione, che si basa sul bisogno più importante, diventa dominante. dominante eccitazione motivazionale determina tutte le fasi successive dell'attività cerebrale nella formazione di programmi comportamentali.

Per la corretta programmazione di ulteriori comportamenti, il corpo deve valutare l'ambiente e la sua posizione in esso. Ciò si ottiene grazie a afferenza situazionale, cioè. ricezione dai recettori del flusso di impulsi che portano informazioni sulle condizioni in cui si suppone che compia un atto comportamentale volto a soddisfare il bisogno che è sorto.

Un componente obbligatorio che viene ripetutamente utilizzato in un sistema funzionale è l'apparato neurofisiologico. memoria. Grazie alla memoria, l'afferenza situazionale viene confrontata con quelle condizioni del passato in cui l'attività che l'organismo deve svolgere ha avuto successo.

Afferente

Figura 3 - Uno schema semplificato di un atto comportamentale con i principali meccanismi di un sistema funzionale:

OA - afferenza situazionale; PA - afferenza iniziale; MB, eccitazione motivazionale; Sistema operativo - feedback.

Se l'ambiente e lo stato dell'organismo sono favorevoli all'atto comportamentale proposto, allora l'informazione proveniente dai recettori diventa un innesco ( afferenza iniziale) per decidere in merito all'attuazione di azioni per soddisfare il bisogno.

Sulla base della sintesi afferente, il processo decisionale. Recuperando dalla memoria informazioni sull'esperienza propria o di qualcun altro nel soddisfare un bisogno in un ambiente simile, il cervello sceglie uno dei tanti modi per raggiungere l'obiettivo. In questo caso, i centri nervosi vengono eccitati selettivamente, il che garantisce l'attuazione della risposta comportamentale selezionata. Attività strutture nervose, interferendo con l'attuazione di questa reazione, è inibito.

A seguito della decisione, si forma un apparato speciale per prevedere i risultati futuri - accettore del risultato dell'azione e contemporaneamente prodotto diverso programma di azione. Un accettore del risultato dell'azione è un modello neurale del risultato previsto a cui dovrebbe portare un'azione. La previsione dei risultati futuri avviene a causa dell'eccitazione sequenziale delle strutture cortico-sottocorticali del cervello, che precede eventi reali e si verifica anche prima della ricezione di segnali afferenti dall'organo di lavoro (feedback) sull'esecuzione dell'azione. Le informazioni sulla sequenza di eccitazione dei centri nervosi sono probabilmente immagazzinate nella memoria a lungo termine.

Efferent programma d'azione rappresenta una certa sequenza di una serie di comandi nervosi che arrivano agli organi esecutivi - effettori. In ogni caso specifico, queste possono essere varie combinazioni di organi di diversi sistemi anatomici del corpo. Ma sono uniti da influenze nervose ed endocrine e per qualche tempo funzionano in modo interdipendente e congiunto per ottenere un utile risultato adattativo. Spesso, diversi sistemi funzionali possono utilizzare gli stessi organi per ottenere diversi risultati adattativi. Ad esempio, il cuore è un componente necessario sia nel sistema funzionale per mantenere un livello costante di pressione sanguigna, sia nei sistemi funzionali per garantire lo scambio di gas, la termoregolazione, ecc.

Grazie all'accettore dei risultati dell'azione, viene effettuata una rapida attivazione secondo il programma degli organi esecutivi del sistema funzionale e l'azione viene eseguita.

Prendere l'iniziativa porta a un risultato reale, informazioni su cui con l'aiuto di afferenza posteriore(feedback) entra nell'accettatore di azioni, dove viene confrontato con il risultato programmato. Se l'effetto ottenuto corrisponde a quello programmato, la persona prova emozioni positive. Il programma che porta all'implementazione di successo di un atto comportamentale e un utile risultato adattivo è fissato nella memoria a lungo termine e il formato sistema funzionale cessa di esistere, perché la soddisfazione del bisogno è avvenuta e la motivazione corrispondente cessa di essere dominante.

In assenza del risultato atteso, sorgono emozioni negative e può verificarsi una delle opzioni: 1) un secondo tentativo di eseguire le stesse reazioni riflesse secondo lo stesso programma; 2) con persistente motivazione, il programma d'azione viene ristrutturato, vengono apportate modifiche alla sua attuazione; 3) con motivazione instabile, l'assenza del risultato atteso può portare a un cambiamento della motivazione stessa o alla sua scomparsa.

Pertanto, i complessi atti comportamentali del corpo sono costruiti non secondo il tipo di irritazione del recettore - la risposta dell'effettore, ma secondo il principio delle interazioni dell'anello riflesso, che sono uno dei principali meccanismi dell'attività dei sistemi funzionali.

Possiamo fornire il seguente esempio della formazione e dell'attività di un sistema funzionale nell'organizzazione del comportamento nella vita di tutti i giorni. L'avvicinarsi della festa dell'8 marzo provoca un bisogno sociale per un adolescente di congratularsi con sua madre, a seguito della quale sorge un'eccitazione motivazionale dominante. Il figlio pensa a quale regalo fare alla madre e ricorda che le piacciono i fiori di gladiolo, il romanzo di M. Mitchell "Via col vento", le storie di V. Bykov ei profumi francesi.

L'afferenza situazionale mostra che all'inizio di marzo non si trovano gladioli in fiore, i profumi sono costosi e l'adolescente non ha abbastanza soldi per loro. L'accessibilità dei libri rende queste informazioni afferenti un fattore scatenante. Viene presa una decisione: acquistare uno dei libri che piacciono alla mamma, preferibilmente il romanzo "Via col vento", perché. desiderava averlo da molto tempo. Lo studente ricorda di aver visto di recente il libro giusto in due negozi.

È in fase di elaborazione un programma di esecuzione: visualizzare e acquistare un romanzo nella libreria più vicina. Tuttavia, nei negozi, l'adolescente scopre che il romanzo necessario è già esaurito. Questa informazione è un feedback negativo. Entra nell'accettatore dei risultati dell'azione.

Poiché il risultato ottenuto (il romanzo non è stato acquistato) non coincide con quello programmato, l'accettore dei risultati dell'azione modifica il programma d'azione: vai di nuovo al mercatino del libro e, se non c'è il romanzo "Via col vento ", quindi acquista un libro di racconti di V. Bykov. Nel mercato dei libri, un adolescente trova le storie di V. Bykov e le compra. Risultato utile raggiunto. Il bisogno dello studente è soddisfatto, la motivazione svanisce e questo sistema funzionale cessa di esistere.

IL CONCETTO DI ADATTAMENTO. LA DOTTRINA DEL GENERALE

SINDROME DI ADATTAMENTO. FATICA. RUOLO DEL SISTEMA

IPOTALAMO - IPOFISI - GAS SURRENALE IN ADATTAMENTO

In senso biologico generale, l'adattamento è una combinazione di caratteristiche anatomiche, morfologiche, fisiologiche, comportamentali e di altro tipo congenite e acquisite del corpo, garantendo il suo adattamento alle condizioni ambientali e creando la possibilità di uno stile di vita specifico. L'adattamento mantiene l'omeostasi e si verifica come risultato di processi che si verificano a livello molecolare, cellulare, di organi, sistemi e organismi.

C. Darwin ha dimostrato che gli adattamenti sono fissi come risultato della selezione naturale. Come risultato della lunga evoluzione e dell'ontogenesi, gli organismi si sono adattati alle loro adeguate condizioni di vita. Ad esempio, i pesci sono adattati alla vita nell'acqua, gli uccelli sono adattati al volo e così via. L'adattamento alla fluttuazione periodica di tali condizioni adeguate avviene principalmente con l'aiuto di ready-made specifici meccanismi adattativi. Distinguere adattamenti comuni E adattamenti privati(specializzazioni). Gli organismi possono ottenere un adattamento completo ad alcuni fattori ambientali e solo un adattamento parziale ad altri.

Nella prima fase dell'adattamento alle fluttuazioni in condizioni ambientali adeguate, viene attivata l'attività riflessa condizionata dell'organismo Successivamente, nonostante la ripetuta esposizione agli stimoli, nel processo di adattamento, la reazione orientativa si attenua e la "dipendenza" dall'azione del avviene lo stimolo. In questo caso, il termine "adattamento" è usato in senso stretto e significa una diminuzione della sensibilità dei recettori, nonché un adattamento della sezione centrale dell'analizzatore corrispondente a uno stimolo adeguato che agisce costantemente. L'adattamento dei recettori differisce dalla loro fatica in quanto si verifica rapidamente dopo l'inizio della stimolazione. Quando l'azione dello stimolo cessa, l'adattamento scompare rapidamente e la sensibilità dei recettori aumenta.

A cambiamenti pronunciati ambiente, ci sono condizioni inadeguate per la vita dell'organismo. Ciò include l'azione meccanismi adattativi aspecifici. Nel 1936, lo scienziato canadese G. Selye, in esperimenti su animali, stabilì che quando stimoli forti e prolungati agiscono sul corpo, sorge un complesso di reazioni protettive aspecifiche. G. Selye ha chiamato questo complesso sindrome di adattamento generale. Lo stato del corpo durante il periodo di esposizione fattori nocivi ha nominato fatica(dallo stress inglese - tensione) e i fattori condizione che causa fatica - fattori di stress.

Ogni fattore di stress provoca nel corpo cambiamenti caratteristici. Quindi, ad esempio, il virus dell'influenza porta a una malattia specifica: l'influenza. Ma insieme a cambiamenti specifici nel corpo, ogni fattore di stress provoca una serie di risposte stereotipate non specifiche, inerenti a tutti i tipi di stress. Questo complesso di reazioni volte a mobilitare le difese dell'organismo, a preservarne la vita, è una sindrome generale di adattamento. È un meccanismo di adattamento generale dell'organismo.

Come risultato della sindrome di adattamento generale,: 1) mobilitazione delle risorse energetiche del corpo e fornitura energetica delle funzioni; 2) mobilitazione della riserva plastica dell'organismo e sintesi di enzimi e proteine ​​necessari per proteggere l'organismo dallo stressor; 3) mobilitazione delle capacità protettive del corpo.

Un aspetto importante del meccanismo di adattamento generale è che, come risultato della sintesi adattativa delle proteine, c'è una transizione verso adattamento a lungo termine, che si basa sul cambiamento e sul miglioramento delle strutture cellulari. Un esempio della transizione delle reazioni adattative a breve termine all'adattamento a lungo termine è l'allenamento fisico, che è accompagnato da un aumento delle capacità funzionali del corpo.

Lo sviluppo di una sindrome di adattamento generale è impossibile senza la partecipazione ghiandola pituitaria E corteccia surrenale. Quando vengono rimossi, questa sindrome non si sviluppa negli animali e muoiono rapidamente sotto l'influenza di un fattore di stress.

G. Selye ha identificato tre fasi nello sviluppo della sindrome di adattamento generale: la fase dell'ansia, la fase della resistenza (stabilità), la fase dell'esaurimento.

Fase di ansia inizia dal momento in cui il corpo inizia ad agire su un forte stimolo: un fattore di stress. Il fattore di stress provoca promozione attività funzionale ipotalamo che può essere fatto in diversi modi. In primo luogo, modo riflesso, Perché molti stimoli di stress, agendo sugli esterocettori e sugli interorecettori, provocano un flusso di impulsi da essi all'ipotalamo. In secondo luogo, la maggior parte dei fattori di stress provoca eccitazione. reparto simpatico sistema nervoso e aumento della secrezione di adrenalina midollo surrenale. L'adrenalina, agendo con il sangue nell'ipotalamo, aumenta significativamente la sua attività. In terzo luogo, può essere causata anche l'attivazione dell'ipotalamo umoristicamente come risultato dell'esposizione diretta ai prodotti metabolici e alla rottura dei tessuti, che possono comparire nel sangue circolante sotto l'influenza di un forte fattore di stress. In quarto luogo, un aumento della funzione dell'ipotalamo può derivare dall'esposizione a impulsi dalla corteccia cerebrale con lo stress mentale.

Un aumento dell'attività funzionale dell'ipotalamo porta ad un aumento della produzione di corticoliberina, che entra ghiandola pituitaria anteriore e lì promuove la formazione dell'ormone adrenocorticotropo ( ACTH). L'ACTH entra nel flusso sanguigno corteccia surrenale e provoca un aumento della secrezione glucocorticoidi. I glucocorticoidi hanno effetti antinfiammatori e antiallergici, attivano la sintesi di molti enzimi, aumentano la permeabilità delle membrane cellulari all'acqua e agli ioni e aumentano l'eccitabilità del sistema nervoso centrale.

I glucocorticoidi hanno un forte effetto sul metabolismo di proteine, grassi e carboidrati. Contribuiscono alla scomposizione delle proteine ​​in amminoacidi, che aumenta la quantità di materiale "costruttivo" iniziale per la sintesi di altre proteine ​​ed enzimi necessari sotto stress. Inoltre, sotto l'azione dei glucocorticoidi nel fegato, i carboidrati si formano dai residui di aminoacidi. I glucocorticoidi migliorano la mobilizzazione del grasso dai depositi di grasso e il suo utilizzo nei processi del metabolismo energetico. Sotto l'influenza dei glucocorticoidi, le riserve di glicogeno nel fegato e la concentrazione di glucosio nel sangue aumentano.

Come risultato di un effetto così sfaccettato dei glucocorticoidi sul metabolismo, l'approvvigionamento energetico delle funzioni fisiologiche migliora e aumenta la resistenza del corpo ai fattori di stress.

Il secondo stadio è lo stadio della resistenza(resistenza), è caratterizzato da un aumento dell'attività dell'ipofisi anteriore e delle ghiandole surrenali, aumento della secrezione di ACTH e glucocorticoidi. Un aumento del contenuto di glucocorticoidi nel sangue aumenta la resistenza del corpo all'azione di un fattore di stress e stato generale il corpo è normalizzato, cioè Il corpo si adatta allo stress.

Tuttavia, ogni dispositivo ha i suoi limiti. Con la ripetizione prolungata o troppo frequente dell'esposizione a un forte fattore di stress o con l'azione simultanea di più fattori di stress sul corpo, lo stadio di resistenza passa in il terzo stadio - lo stadio dell'esaurimento. In questa fase, la corteccia surrenale non è in grado di produrre ancora più glucocorticoidi, che G. Selye chiamò ormoni adattativi. Pertanto, le difese dell'organismo e la sua resistenza non possono più resistere completamente all'azione dei fattori di stress. Le condizioni del corpo peggiorano, possono verificarsi la sua malattia e la morte.

I glucocorticoidi svolgono anche un ruolo importante nell'adattamento del corpo allo stress muscolare. Con un aumento lavoro fisico aumenta l'attività della corteccia surrenale e aumenta il contenuto di glucocorticoidi nel sangue. Ciò porta alla mobilitazione delle risorse energetiche del corpo ed è in grado di svolgere questo carico fisico o mentale per lungo tempo senza farsi del male. Tuttavia, con carichi faticosi prolungati, dopo l'aumento iniziale, c'è una diminuzione della produzione di glucocorticoidi. L'apporto energetico del lavoro diventa insufficiente e il corpo riduce la sua intensità o si ferma completamente. Altrimenti, si verifica il superlavoro e l'esaurimento del corpo, che possono causare malattie.

REGOLAZIONE UMORALE DELLE FUNZIONI. FATTORI

REGOLAZIONE UMORALE. CONCETTO SUGLI ORMONI E LORO

PROPRIETÀ. INTERRELAZIONE DEL NERVOSO E DELL'UMORALE

REGOLAMENTO DELLE FUNZIONI

Esistono due meccanismi principali di regolazione delle funzioni: nervoso e umorale, che sono interconnessi e formano un'unica regolazione neuroumorale.

umorale (dal latino umorismo- liquido), ovvero il meccanismo chimico di regolazione è filogeneticamente più antico. Viene effettuato a spese delle sostanze chimiche presenti nei fluidi circolanti nel corpo, ad es. nel sangue, nella linfa e fluido tissutale. I fattori di regolazione umorale delle funzioni possono essere: I) sostanze fisiologicamente attive - ormoni prodotto dalle ghiandole endocrine e da alcuni altri organi e cellule del corpo (ad esempio, l'ormone adrenalina è prodotto dalla ghiandola endocrina - il midollo surrenale, nonché le cellule cromaffini situate nei nodi nervosi, la parete dei vasi sanguigni e altri organi); 2) alcuni specifici prodotti metabolici cellule, compresi i mediatori (acetilcolina, norepinefrina, ecc.); 3) alcuni prodotti metabolici non specifici cellule (ad esempio, la CO 2 ha un effetto stimolante sulle cellule del centro respiratorio del midollo allungato); 4) alcuni sostanze, venire con il cibo, durante la respirazione, Attraverso A oju(ad esempio, la nicotina inalata con il fumo di tabacco riduce l'eccitabilità delle cellule nervose e ha un effetto negativo sull'attività di molte cellule e tessuti).

Il tipo più importante di regolazione umorale delle funzioni è regolazione ormonale effettuato attraverso ormoni che sono prodotti dalle ghiandole endocrine. Inoltre, le sostanze simili agli ormoni vengono secrete da alcuni altri organi e cellule del corpo che svolgono, oltre alla funzione endocrina, un'altra funzione specializzata (reni, placenta, cellule della mucosa dell'apparato digerente, ecc.). Queste sostanze sono chiamate ormoni tissutali. Ghiandole endocrine (dal greco. endon- dentro, crino- Assegno) non hanno dotti escretori e secernono ormoni nell'ambiente interno del corpo, a seguito del quale hanno ricevuto un secondo nome: ghiandole endocrine.

alle ghiandole endocrine umani e animali superiori includono: la ghiandola pituitaria (lobi anteriori, intermedi e posteriori), la ghiandola tiroidea, ghiandole paratiroidi, ghiandole surrenali (midollare e corteccia), pancreas, gonadi (ovaie e testicoli), ghiandola pineale, ghiandola del timo. Le gonadi e il pancreas svolgono, insieme a funzioni secretorie intrasecretorie ed esocrine, cioè sono ghiandole a secrezione mista. Quindi, le ghiandole sessuali producono non solo ormoni sessuali, ma anche cellule sessuali - uova e sperma, e parte delle cellule del pancreas produce succo pancreatico, che viene secreto attraverso il dotto nel duodeno, dove partecipa alla digestione.

Le ghiandole endocrine effettuano la regolazione umorale attraverso gli ormoni che producono. Il termine ormone (dal greco. hormao- I set in motion, excite) è stato introdotto da V. Beilis e E. Starling. Secondo la struttura chimica, gli ormoni degli animali superiori e dell'uomo possono essere suddivisi in tre gruppi principali: 1) proteine ​​e peptidi; 2) derivati ​​degli amminoacidi; 3) steroidi. La biosintesi degli ormoni è programmata nell'apparato genetico di cellule endocrine specializzate.

Secondo la loro azione funzionale, gli ormoni sono suddivisi in effettore, che influenzano direttamente l'organo bersaglio, e tropico, la cui funzione principale è la regolazione della sintesi e del rilascio di ormoni effettori. Inoltre, i neurormoni sono prodotti dai neuroni ipotalamici, uno dei quali è liberali stimolare la secrezione di ormoni della ghiandola pituitaria anteriore, mentre altri inibiscono questo processo - statine.

Gli ormoni hanno un grande effetto regolatore su varie funzioni del corpo. Ci sono tre funzioni principali degli ormoni: 1) regolazione del metabolismo, a seguito del quale viene assicurato l'adattamento dell'organismo alle condizioni di esistenza e viene mantenuta l'omeostasi; 2) garantire lo sviluppo del corpo, Perché gli ormoni influenzano la riproduzione del corpo, la crescita e la differenziazione di cellule e tessuti; 3) correzione processi fisiologici nel corpo, cioè gli ormoni possono causare, rafforzare o indebolire il lavoro di alcuni organi per svolgere reazioni fisiologiche, che assicurano anche l'adattamento e l'omeostasi del corpo.

Gli ormoni agiscono sulle cellule bersaglio Effetti sull'attività enzimatica, SU permeabilità della membrana cellulare e via apparato genetico della cellula. Il meccanismo d'azione degli ormoni steroidei differisce dal meccanismo d'azione degli ormoni proteico-peptidici e amminoacidici. Gli ormoni dei gruppi proteico-peptidico e amminoacidico non penetrano nella cellula, ma sono attaccati sulla sua superficie a specifici recettori della membrana cellulare. Il recettore lega l'enzima adenilato ciclasi ed è inattivo. L'ormone, agendo sul recettore, attiva l'adenilato ciclasi, che scompone l'ATP con la formazione di adenosina monofosfato ciclico (cAMP). Essendo incluso in una complessa catena di reazioni, il cAMP provoca l'attivazione di alcuni enzimi, che determinano l'effetto finale dell'ormone.

Gli ormoni steroidei sono relativamente taglia piccola molecole e può penetrare nella membrana cellulare. Nel citoplasma, l'ormone interagisce con una sostanza specifica che è un recettore per esso. Il complesso ormone-recettore viene trasportato al nucleo cellulare, dove interagisce reversibilmente con il DNA. Come risultato di questa interazione, vengono attivati ​​alcuni geni sui quali si forma l'RNA messaggero. L'RNA messaggero entra nel ribosoma, dove viene sintetizzato l'enzima. L'enzima risultante catalizza alcune reazioni biochimiche che influenzano le funzioni fisiologiche di cellule, tessuti e organi. A causa del fatto che gli ormoni steroidei non attivano gli enzimi già pronti, ma provocano la sintesi di nuove molecole, l'effetto degli ormoni steroidei si manifesta più lentamente, ma dura più a lungo dell'effetto degli ormoni dei gruppi proteico-peptidico e amminoacidico .

Gli ormoni hanno una serie di proprietà caratteristiche:

1. Elevata attività biologica. Ciò significa che gli ormoni a concentrazioni molto basse possono causare cambiamenti significativi nelle funzioni fisiologiche. Quindi, 1 g di adrenalina è sufficiente per aumentare il lavoro dei cuori isolati di 10 milioni di rane, 1 g di insulina è sufficiente per abbassare il livello di zucchero in 125.000 conigli. Gli ormoni vengono trasportati dal sangue non solo in forma libera, ma anche in forma legata alle proteine ​​del plasma sanguigno o ai suoi elementi formati. Pertanto, l'attività dell'ormone in questo caso dipende non solo dalla sua concentrazione nel sangue, ma anche dalla velocità della sua scissione dal trasporto di proteine ​​​​e elementi formati.

2. Specificità dell'azione. Ogni ormone ha la sua struttura chimica specifica. Pertanto, nel corpo, l'ormone, sebbene raggiunga tutti gli organi e tessuti con il flusso sanguigno, agisce solo su quelle cellule, tessuti e organi che hanno recettori specifici che possono interagire con l'ormone. Tali cellule, tessuti e organi sono chiamati cellule bersaglio, tessuti bersaglio, organi bersaglio.

3. Distanza di azione. Gli ormoni, ad eccezione degli ormoni tissutali, sono trasportati dal sangue lontano dal loro luogo di formazione e hanno effetto su organi e tessuti distanti.

4. Gli ormoni del gruppo degli steroidi e, in misura minore, gli ormoni tiroidei penetrano con relativa facilità attraverso le membrane cellulari.

5. Gli ormoni vengono distrutti in tempi relativamente brevi nei tessuti e specialmente nel fegato.

6. Gli ormoni dei gruppi steroidi e amminoacidi non hanno specificità di specie e pertanto è possibile utilizzare preparati ormonali ottenuti da animali per il trattamento dell'uomo.

L'intensità della sintesi e della secrezione dell'ormone da parte della ghiandola è regolata in base all'entità del fabbisogno corporeo di questo ormone. Non appena i cambiamenti causati da un ormone raggiungono il valore ottimale, la formazione e il rilascio di questo ormone diminuiscono. La regolazione del livello di secrezione ormonale viene effettuata in diversi modi: 1) un effetto diretto sulle cellule della ghiandola della sostanza, il cui livello è controllato da questo ormone (ad esempio, con un aumento della concentrazione di glucosio nel sangue che scorre attraverso il pancreas, aumenta la secrezione di insulina, che riduce il livello di glucosio); 2) gli ormoni prodotti da alcune ghiandole influenzano la secrezione di ormoni da parte di altre ghiandole (ad esempio, l'ormone stimolante la tiroide della ghiandola pituitaria stimola la secrezione di ormoni ghiandola tiroidea); 3) la regolazione nervosa della formazione degli ormoni viene effettuata principalmente attraverso l'ipotalamo modificando il livello di secrezione di liberine e statine da parte dei neuroni dell'ipotalamo, che entrano nella ghiandola pituitaria anteriore e influenzano il rilascio di ormoni lì; 4) la produzione di ormoni da parte delle cellule del midollo delle ghiandole surrenali e dell'epifisi aumenta con la ricezione diretta degli impulsi nervosi verso di esse. Le fibre nervose che innervano altre ghiandole endocrine regolano principalmente il tono dei vasi sanguigni e l'afflusso di sangue alla ghiandola, influenzando così la secrezione di ormoni.

Diversi ormoni prodotti da diverse ghiandole possono interagire tra loro. Questa interazione può essere espressa in sinergia Azioni, antagonismo azioni e dentro azione abilitante ormoni. Un esempio di effetto sinergico, o unidirezionale, è l'azione dell'adrenalina (ormone della midollare surrenale) e del glucagone (ormone del pancreas), che attivano la scomposizione del glicogeno epatico in glucosio e aumentano i livelli di glucosio nel sangue. Un esempio di antagonismo ormonale: l'adrenalina aumenta i livelli di glucosio nel sangue e l'insulina (un ormone pancreatico) abbassa i livelli di glucosio.

L'azione permissiva degli ormoni si esprime nel fatto che un ormone, che di per sé non influenza un dato indicatore fisiologico, crea una condizione per la migliore azione di qualche altro ormone. Ad esempio, i glucocorticoidi stessi (ormoni della corteccia surrenale) non influenzano il tono muscolare vascolare, ma aumentano la loro sensibilità all'adrenalina.

L'attività delle ghiandole endocrine è controllata dal sistema nervoso, che svolge un ruolo di primo piano nella regolazione neuroumorale delle funzioni. La relazione tra regolazione nervosa e umorale si manifesta particolarmente chiaramente nell'interazione del cervello - l'ipotalamo e la principale ghiandola endocrina - la ghiandola pituitaria. Una delle funzioni principali dell'ipotalamo è regolazione della ghiandola pituitaria. Esistono due sistemi di regolazione: 1) ipotalamo-adenoipofisario, costituito da alcuni nuclei del gruppo medio dell'ipotalamo, funzionalmente associato all'adenoipofisi; 2) ipotalamo-neuroipofisario, costituito da alcuni nuclei del gruppo anteriore dell'ipotalamo, associato alla ghiandola pituitaria posteriore, cioè neuroipofisi.

È stato scoperto che la secrezione degli ormoni dell'adenoipofisi è regolata dai neurormoni ipotalamici, che sono, per così dire, ormoni degli ormoni. I neurormoni sono prodotti dalle cellule neurosecretorie del gruppo medio nuclei dell'ipotalamo. I neurormoni sono secreti in due tipi: 1) liberali, o fattori di rilascio che aumentano la secrezione di ormoni da parte dell'adenoipofisi; 2) statine(inibitori), che hanno un effetto inibitorio sul rilascio di alcuni ormoni da parte dell'adenoipofisi. I neuroormoni formati nelle cellule neurosecretorie entrano nel sangue lungo gli assoni di queste cellule e vengono trasportati attraverso i vasi sanguigni dall'ipotalamo all'adenoipofisi, dove agiscono sulle cellule che secernono un particolare ormone. La secrezione di liberine e statine stesse è regolata sul principio del feedback negativo.

Sistema ipotalamo-neuroipofisario parte dalle cellule neurosecretorie di alcuni nuclei del gruppo anteriore di nuclei dell'ipotalamo. Queste cellule producono ormoni ossitocina E vasopressina(ormone antidiuretico), che vengono trasportati lungo i loro lunghi assoni fino alla neuroipofisi, dove entrano nel sangue.

Grazie alle connessioni dell'ipotalamo con la ghiandola pituitaria, un singolo regolazione neuroumorale delle funzioni.

ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE DEI MUSCOLI. STRUTTURA

FIBRA MUSCOLARE. SARCOPLASMATICO

RETICOLO. MIOPIBILLI. MECCANISMO DEL MUSCOLO

ABBREVIAZIONI. PROTEINE CONTRATTIBILI. ENERGIA

CONTRAZIONE MUSCOLARE

L'unità strutturale dei muscoli scheletrici è una fibra muscolare striata con un diametro da 10 a 100 micron e una lunghezza di 2-3 cm Ogni fibra è una formazione multinucleare che nasce nella prima ontogenesi dalla fusione delle cellule del mioblasto. All'esterno, la fibra è rivestita - sarcolemma. Dentro c'è il citoplasma chiamato sarcoplasma. Situato nel sarcoplasma reticolo sarcoplasmatico e l'apparato contrattile della fibra muscolare miofibrille. Le miofibrille hanno la forma di filamenti sottili con un diametro di circa 1 μm, situati nel sarcoplasma lungo la fibra. Una fibra muscolare può contenere

Tipi di risposta immunitaria. La risposta immunitaria è la reazione del corpo all'introduzione di macromolecole estranee. Una sostanza che può suscitare una risposta immunitaria specifica è chiamata antigene.

L'immunogenicità di un antigene, cioè la capacità di suscitare una risposta immunitaria, dipende non solo dalla sua estraneità, ma anche dal suo peso molecolare (le molecole che pesano meno di 5000 di solito non sono immunogeniche), dall'eterogeneità strutturale, dalla resistenza alla degradazione da parte degli enzimi, e specie animali.

In natura esiste un'enorme varietà di antigeni di origine animale, vegetale e microbica. Possono essere classificati in base a varie caratteristiche, inclusa la natura della specificità (specie, gruppi, eterogenei, stadi-specifici nell'ontogenesi, ecc.). Esempi di antigeni includono, in particolare, antigeni di istocompatibilità coinvolti nel riconoscimento e nell'eliminazione di cellule corporee anomale o di tessuti trapiantati; allergeni di origine animale e vegetale (polline, scaglie di pelle, pelo, piume, ecc.) ipersensibilità organismo; gli antigeni del gruppo sanguigno sono glucoproteine ​​che, sebbene non causino la formazione di anticorpi nel corpo, reagiscono con essi in vitro.

Esistono due tipi principali di risposte immunitarie del corpo all'antigene: umorale e cellulare. La risposta di tipo umorale consiste nella produzione di anticorpi che circolano nel sangue e si legano specificatamente a molecole estranee all'organismo. Una risposta immunitaria di tipo cellulare comporta la formazione di cellule specializzate che reagiscono con un antigene attraverso il suo legame e la successiva distruzione. L'immunità cellulare è diretta principalmente contro gli antigeni cellulari: batteri, funghi patogeni, cellule e tessuti estranei (trapiantati o tumorali).

Due tipi principali di risposte immunitarie sono mediate da diverse classi di linfociti: i linfociti B sono responsabili dell'immunità umorale, i linfociti T sono responsabili dell'immunità cellulare. Negli animali con timo rimosso in tenera età, tuttavia, non solo le risposte immunitarie cellulari sono disturbate, ma diminuisce anche la capacità di produrre anticorpi. Ciò è dovuto al fatto che alcune cellule T "cooperano" con le cellule B nella formazione dell'immunità umorale.

Il meccanismo della risposta immunitaria. Prima della stimolazione con un antigene ("a riposo"), i linfociti T e B sono morfologicamente leggermente distinguibili. Possono essere differenziati rilevando immunoglobuline - recettori sulla superficie dei linfociti B, o determinando i recettori per gli eritrociti di pecora sulla superficie dei linfociti T (la reazione della formazione di "rosette eritrocitarie").

Riso. Schema di partecipazione dei linfociti T e B all'immunità cellulare e umorale.

Sotto l'influenza dell'antigene, si verificano la proliferazione e la differenziazione sia di quelle che di altre cellule. Le cellule T attivate si trasformano in linfoblasti, che danno origine a diverse sottopopolazioni cellulari (Fig. 159). Tra questi ci sono linfociti T attivi - "killer" ("killer"), linfociti T-soppressori che sopprimono la risposta immunitaria, linfociti T-aiutanti, che integrano la risposta immunitaria collaborando con i linfociti B nella produzione di anticorpi o stimolando i linfociti T-killer. Tutte queste cellule T partner hanno gli stessi recettori per l'antigene e gli stessi antigeni del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC). Queste ultime sono glicoproteine ​​di membrana delle cellule che assicurano la loro compatibilità immunologica.

I linfociti T attivati ​​di tutte le popolazioni secernono anche fattori solubili (linfochine), che regolano la manifestazione dell'immunità cellulare (soppressione, cooperazione, acquisizione di proprietà specifiche da parte dei linfociti T) e attivano l'attività fagocitaria dei macrofagi. Esempi di linfochine sono la glucoproteina dell'interleuchina, che stimola la crescita e la proliferazione dei linfociti T, e la proteina dell'interferone, che sopprime la riproduzione dei virus e allo stesso tempo migliora la fagocitosi.

Tutte le manifestazioni caratteristiche funzionali singole sottopopolazioni di linfociti T possono essere osservate in vitro, agendo su di esse con speciali sostanze proteiche - lekgin, che hanno attività mitogena.

I linfociti B attivati ​​dall'antigene diventano quindi produttori di anticorpi. Al primo contatto con l'antigene si verifica la loro attivazione iniziale o sensibilizzazione. Alcune delle cellule figlie si trasformano in cellule della memoria immunologica, altre si depositano negli organi linfatici periferici. Qui si trasformano in plasmacellule con un reticolo endoplasmatico granulare ben sviluppato. Le plasmacellule, con la partecipazione dei linfociti T-aiutanti, iniziano a produrre anticorpi che vengono rilasciati nel plasma sanguigno.

Le cellule della memoria immunologica non danno una risposta immunologica primaria, ma a contatto ripetuto con lo stesso antigene, si trasformano facilmente in cellule che secernono anticorpi. Nella figura è mostrato lo schema dell'esperimento che conferma la responsabilità dei linfociti per il riconoscimento di antigeni estranei. L'irradiazione di animali con raggi gamma porta alla morte dei linfociti; non vi è alcuna risposta immunitaria alla somministrazione dell'antigene in tali animali. In un animale irradiato che ha ricevuto linfociti da un donatore normale della stessa linea consanguinea, la reazione all'antigene viene ripristinata. In un animale irradiato che ha ricevuto altre cellule (non linfocitarie) da un donatore normale, la risposta immunitaria non viene ripristinata.