Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

16.6: Суперантигени

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    3238

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    1. Визначити суперантиген.
    2. Коротко опишемо механізм, за допомогою якого суперантигени завдають шкоди організму.
    3. Назвіть 2 суперантигени і наведіть приклад бактерії, яка виробляє кожен.

    Як було відомо раніше під бактеріальною патогенністю, суперантигени - це токсини I типу, які можуть викликати шкідливу імунну відповідь. Екзотоксини - це токсини, часто білки в природі, що виділяються з живої бактерії, але також виділяються при бактеріальному лізисі. Крім того, деякі бактерії використовують систему секреції 3 типу або систему секреції 4 типу для введення токсинів безпосередньо в клітини людини. Розрізняють три основних види екзотоксинів:

    1. Суперантигени (токсини I типу),
    2. Екзотоксини, що пошкоджують мембрани клітин господаря (токсини II типу)
    3. A-B токсини та інші токсини, що перешкоджають функції клітин господаря (токсини типу III).

    Ми розглянемо суперантигени і їх роль в підвищеній чутливості.

    Цілі навчання

    1. Визначити суперантиген.
    2. Коротко опишемо механізм, за допомогою якого суперантигени завдають шкоди організму.
    3. Назвіть 2 суперантигени і наведіть приклад бактерії, яка виробляє кожен.

    Виділена бактерія

    1. Прочитайте опис Streptococcus pyogenes і зіставте бактерію з описом організму та інфекцією, яку вона викликає.

    Суперантигени - це незвичайні бактеріальні токсини, які взаємодіють з надзвичайно великою кількістю Т4-лімфоцитів. Вони зв'язуються з поверхнею клітини-мішені, але не потрапляють в клітину.

    u3fig2e.jpg
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Зв'язування пептидних епітопів від екзогенних антигенів до молекул MHC-II. Екзогенні антигени - це ті, що знаходяться ззовні клітин організму. Приклади включають бактерії, вільні віруси, дріжджі, найпростіші та токсини. Ці екзогенні антигени потрапляють в антигенпрезентуючі клітини або БТР (макрофаги, дендритні клітини та В-лімфоцити) через фагоцитоз. Мікроби поглинаються і поміщаються в фагосому. Після того, як лізосоми зливаються з фагосомою, білкові антигени деградуються протеазами на ряд пептидів. Ці пептиди в кінцевому підсумку зв'язуються з канавками в MHC-II милекулах і транспортуються на поверхню БТР. Потім Т4-лімфоцити здатні розпізнавати комплекси пептидів/MHC-II за допомогою своїх Т-клітинних рецепторів (TCR) та молекул CD4. Екзогенні антигени, такі як віруси, поглинаються і поміщаються в фагосому. Лізосоми зливаються з фагосомою, утворюючи фаголізосому. Білкові антигени розпадаються в ряд пептидів. Молекули MHC-II синтезуються в ендоплазматичному ретикулумі і транспортуються в комплекс Гольджі. Після складання в ендоплазматичному ретикулумі білок, званий інваріантним ланцюгом (Ii), прикріплюється до пазу, що зв'язує пептиди молекул MHC-II, і таким чином запобігає приєднанню пептидів, призначених для зв'язування з молекулами MHC-I всередині ER, до MHC-II. 5 & 6. Молекули MHC-II зі зв'язаним ланцюгом Ii тепер транспортуються до комплексу Гольджі і поміщаються в везикули. Везикули, що містять молекули MHC-II, зливаються з фаглізосомами, що містять пептиди. Ланцюг Ii видаляється, і пептиди тепер можуть вільно зв'язуватися з канавками молекул MHC-II. Молекули MHC-II зі зв'язаними пептидами транспортуються до цитоплазматичної мембрани, де вони закріплюються. Тут пептидні і MHC-II комплекси можуть бути розпізнані Т4-лімфоцитами за допомогою TCR і молекул CD4, що мають комплементарну форму.

    Звичайні антигени поглинаються антиген-представляють клітинами (БТР), деградуються в епітопи, зв'язуються з пептидною канавкою молекул MHC-II і наносяться на поверхню БТР (рис.\(\PageIndex{1}\)). Тут вони розпізнаються по специфічним Т4-лімфоцитам, що мають ТКР з відповідною формою (рис.\(\PageIndex{2}\)).

    supagn2.jpg
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Зв'язування Т4-лімфоцитів зі звичайними антигенами. Звичайні антигени розпізнаються лише специфічними Т4-лімфоцитами, що мають TCR з формою, яка відповідає пептиду цього антигену, пов'язаного з молекулами MHC-II.

    Суперантигени, однак, зв'язуються безпосередньо з зовнішніми молекулами MHC-II і активують велику кількість Т4-лімфоцитів (рис.\(\PageIndex{3}\)). Така активація дуже великої кількості Т4-лімфоцитів призводить до секреції надмірної кількості цитокіну під назвою інтерлейкін-2 (IL-2), а також активації самореактивних Т-лімфоцитів. Нормальна реакція на звичайний антиген призводить до активації, можливо, 1 з 10 000 Т-лімфоцитів; суперантигени можуть активувати цілих 1 в 5 Т-лімфоцитів.

    supagn3.jpg
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Зв'язування суперантигенів. Звичайні антигени розпізнаються лише специфічними Т4-лімфоцитами, що мають TCR з формою, яка відповідає пептиду цього антигену, пов'язаного з молекулами MHC-II. Суперантигени, з іншого боку, зв'язуються безпосередньо із зовнішньою стороною молекул MHC-II та TCR та активують багато Т4-лімфоцитів. Конкретний TCR не потрібен для активації.

    Виробництво високих рівнів IL-2 може призвести до циркуляції ІЛ-2 в крові, що призводить до таких симптомів, як лихоманка, нудота, блювота, діарея та нездужання. Однак надлишкова стимуляція секреції IL-2 також може призвести до вироблення запальних цитокінів, таких як фактор некрозу пухлини-альфа (ФНФ-альфа), інтерлейкін-1 (IL-1), запальні хемокіни, такі як IL-8, і тромбоцитарно-активуючий фактор (PAF), і може призвести до того ж пошкодження ендотелію, гостре респіраторне дистрес-синдром, дисеміноване внутрішньосудинне згортання крові, шок та недостатність поліорганної системи, що спостерігаються вище з ЛПС та іншими бактеріальними факторами клітинної стінки. Активація самореактивних Т-лімфоцитів також може привести до аутоімунної атаки.

    Нижче наведені приклади суперантигенів.

    1. Синдром токсичного шоку токсин-1 (TSST-1), що продукується деякими штамами золотистого стафілокока. Цей екзотоксин викликає синдром токсичного шоку (ТСС). Надмірне вироблення цитокінів призводить до лихоманки, висипу та шоку.
    2. Стрептококовий пірогенний екзотоксин (Spe), що продукується рідкісними інвазивними штамами і штамами скарлатини Streptococcus pyogenes (бета-стрептококи групи А). S pyogenes виробляє ряд SPE, які є цитотоксичними, пірогенними, підсилюють смертельну дію ендотоксинів і сприяють цитокін-індукованому запальним пошкодженням. SPE відповідають за спричинення синдрому стрептококового токсичного шоку (STSS), внаслідок чого надмірна продукція цитокінів призводить до лихоманки, висипу та запуску шокового каскаду. SPE також, здається, несуть відповідальність за індукування некротичного фасціїту, захворювання, яке може зруйнувати шкіру, жир та тканини, що покривають м'яз (фасцію). SPE B також є попередником цистеїнової протеази, яка може руйнувати м'язову тканину.

    Прочитайте опис Streptococcus pyogenes і зможете зіставити бактерію з її описом на іспиті.

    1. Стафілококові ентеротоксини (СЕ), що виробляються багатьма штамами золотистого стафілокока. Ці екзотоксини викликають стафілококові харчові отруєння. Надмірне виробництво Il-2 призводить до лихоманки, нудоти, блювоти та діареї. Блювота також може бути викликана цими токсинами, що стимулюють блукаючий нерв у слизовій оболонці шлунка, який контролює блювоту.
    2. Ентеротоксин ETEC, що виробляється ентеротоксогенної кишковою паличкою (ETEC), однією з найпоширеніших причин діареї мандрівника.

    Вправа: Подумайте, пара-поділіться питаннями

    Який механізм, за допомогою якого суперантигени в кінцевому підсумку призводять до SIRS?

    Резюме

    1. Звичайні антигени розпізнаються лише специфічними Т4-клітинами, що мають TCR з відповідною формою.
    2. Суперантигени - це незвичайні бактеріальні токсини, які взаємодіють з надзвичайно великою кількістю Т4-лімфоцитів.
    3. Активація дуже великої кількості Т4-лімфоцитів призводить до виділення надмірної кількості цитокіну під назвою інтерлейкін-2 (IL-2).
    4. Надмірна стимуляція секреції IL-2 також може призвести до вироблення запального характеру і може призвести до того ж пошкодження ендотелію, гострого респіраторного дистрес-синдрому, дисемінованого внутрішньосудинного згортання, шоку та недостатності поліорганної системи, що спостерігається при PAMP-індукованому запаленні.
    5. Приклади суперантигенів включають синдром токсичного шоку токсин-1 (TSST-1), стрептококові пірогенні екзотоксини (SPE), стафілококові ентеротоксини (SE) та ентеротоксин ентеротоксін кишкової палички (ETEC).

    Питання

    Вивчіть матеріал в цьому розділі, а потім випишіть відповіді на ці питання. Не варто просто натискати на відповіді і виписувати їх. Це не перевірить ваше розуміння цього підручника.

    1. Визначте суперантиген (ANS).
    2. Коротко опишемо механізм, за допомогою якого суперантигени завдають шкоди організму. (ANS)
    3. Назвіть 2 суперантигени і наведіть приклад бактерії, яка виробляє кожен.
      1. (ANS)
      2. (ANS)
    4. Множинний вибір (ANS)