ГЛАВА 6. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ И СПЕЦИФИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА И

Неспецифические и специфические защитные механизмы от инфекций, формирование иммунитета

ГЛАВА 6. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ И СПЕЦИФИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА И

Макроорганизм природа-матушка наделила неспецифическими и специфическими факторами, защищающими его от агрессии микроорганизмов и препятствующие размножению и жизнедеятельности возбудителей.

К неспецифическим защитным механизмам относят:

  1. Непроницаемость кожи для подавляющего числа микроорганизмов, благодаря механическим барьерным функциям и бактерицидным свойствам кожных секретов.
  2. Губительно действующие на, попавшие в желудок, микроорганизмы ферментативная активность и высокая кислотность желудочного сока.
  3. Микрофлора организма, которая препятствует колонизации слизистых патогенными микроорганизмами.
  4. Механическое удаление возбудителей из дыхательных путей благодаря двигательной активности ресничек респираторного эпителия.
  5. Наличие определенных ферментных систем в разнообразных жидких средах организма (кровь, слюна, слезы, сперма…)

Важную роль в сопротивляемости организма инфекциям играет сбалансированное полноценное питание, витаминная обеспеченность. Существенное неблагоприятное влияние оказывают переутомление, стрессы, физические травмы, алкоголизм, наркомания, курение…

Особое место в защите организма от патогенных микроорганизмов занимают фагоциты и система комплимента, которые по своей сути относятся к неспецифическим факторам защиты, но также причастны к системе иммунитета, поскольку участвуют в специфических реакциях на антигенный стимул.

Неспецифическая защита организма контролируется генетическими механизмами, что доказано наукой. Например, имеются убедительные данные, что генетические факторы оказывают прямое влияние на устойчивость и восприимчивость человека к туберкулезу, кори, полиомиелиту, натуральное оспе и другим инфекциям.

Немаловажную роль в защите организма от инфекций занимает генетически контролируемый механизм, исключающий возможность размножения того или иного возбудителя в организме в связи с неспособностью утилизации его метаболитов (например, человек невосприимчив к возбудителю собачьей чумы).

Иммунный ответ организма принято разделять на два типа: врожденные иммунные реакции, и приобретенные иммунные реакции. В результате приобретенного иммунитета организм повышает уровень своей невосприимчивости в отношении конкретного возбудителя при повторной встрече с ним.

Регуляция иммунного ответа осуществляется на трех уровнях: внутриклеточном, межклеточном, организменном.

Защита от инфекций чрезвычайно важная для существования вида функция иммунитета, но не единственная. Иммунитет является одним из главнейших механизмов поддержания гомеостаза организма человека.

Всего описано 6 форм специфических реакций, из которых складывается иммунный ответ организма человека:

  1. Выработка антител.
  2. Гиперчувствительность немедленного типа.
  3. Гиперчувствительность замедленного типа.
  4. Иммунологическая память.
  5. Иммунологическая толерантность.
  6. Идиотип-антиидиотипическое взаимодейтсвие.

В формировании приобретенного иммунного ответа участие принимают взаимодействующие системы клеток:

  • Т-лимфоциты, составляющие 55-60% всех лимфоцитов периферической крови (играют определяющую роль в иммунитете). Т-клетки включают три количественно и функционально обособленные субпопуляции:
    • Т-эффекторы – осуществляют реакции клеточного иммунитета;
    • Т-хелперы – включают В-лимфоциты в антителопродукцию;
    • Т-супрессоры – регулируют деятельность Т-эффекторов и В-эффекторов, тормозя их активность).

     

  • В-лимфоциты, составляющие 25-30%. Среди В-клеток различают субпопуляции, которые синтезируют иммуноглобулины различных классов;
     
  • макрофаги, захватывающие, перерабатывающие, и накопляющие антиген, осуществляющие его распознавание и передачу информации на Т-лимфоциты и В-лимфоциты.

От количественных и качественных изменений Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов зависит направленность и исход инфекционного процесса.

Универсальным ответом системы иммунитета на проникновение инфекционных антигенов является антителообразование, осуществляемое плазматическими клетками, которые являются потомками В-лимфоцитов.

Продуцируемые антитела обладают специфичностью, – антитела к одному виду микроорганизмов не взаимодействуют с другими микроорганизмами, если те и другие возбудители не имеют общих антигенных детерминант.

Иммуноглобулины (IgA, IgM, IgG, IgD, IgF) являются носителями активности антител. Первые три класса выполняют наибольшую роль:

  • во фракции IgA (составляет 15% всех иммуноглобулинов) найдены антитела против некоторых бактерий, вирусов, токсинов. Их основная роль заключается в формировании местного иммунитета; 
  • антитела класса IgM (5-10% от общего числа иммуноглобулинов) появляются в самой ранней стадии первичной реакции организма на внедрение антигена. Они наиболее активны в отношении многих бактерий, в них содержится основная часть антител против энтеротоксинов грамотрицательных бактерий; 
  • антитела класса IgG (70-80%) образуются на 2-й неделе с момента начала первичного антигенного воздействия. Антитела этого класса проявляют наибольшую активность в реакциях преципитации и связывания комплемента.

IgM, IgG относятся к сывороточным иммуноглобулинам (определяются в сыворотке крови), IgA относятся к секреторным антителам (содержатся в секретах респираторного, желудочно-кишечного, полового трактов).

При многих инфекциях большое значение играет формирование специфического клеточного иммунитета, при котором конкретный возбудитель не способен размножаться в клетках организма.

Активность иммунного ответа организма определяется генотипом индивидуума. Сила иммунного ответа на конкретные антигены кодируется соответствующим генами иммунореактивности – Ir-генами.

Источник: http://infektsiya.ru/makroorganizm.html

Неспецифическая и специфическая системы защиты организма

ГЛАВА 6. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ И СПЕЦИФИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА И

Неспецифическая система защиты, как уже указывалось выше, включает:

· клеточные элементы

· гуморальные элементы.

Клеточные элементы неспецифической защиты – это фагоциты:

· макрофаги

· нейтрофильные гранулоциты (нейтрофилы, или макрофаги).

Это высокоспециализированные клетки, дифференцирующиеся из стволовых клеток, вырабатываемых костным мозгом.

Макрофаги составляют в организме отдельную мононуклеарную (одноядерную) систему фагоцитов, в которую входят промоноциты костного мозга, дифференцирующиеся из них моноциты крови и тканевые макрофаги.

Их особенностью является активная подвижность, способность прилипать и интенсивно осуществлять фагоцитоз.

Моноциты, созрев в костном мозге, циркулируют в течение 1-2-х суток в крови, а затем проникают в ткани, где дозревают до макрофагов и живут 60 и более суток.

Макрофаги содержат ферменты для переваривания фагоцитированных веществ.

Эти ферменты содержатся в вакуолях (пузырьках), называемых лизосомами, и способны расщеплять белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Макрофаги очищают организм человека от частиц неорганического происхождения, а также от бактерий, вирусных частиц, отмирающих клеток, токсинов – ядовитых веществ, образующихся при распаде клеток или вырабатываемых бактериями.

Кроме того, макрофаги выделяют в кровь некоторые гуморальные и секреторные вещества:

· элементы комплемента С2, С3, С4,

· лизоцим,

· интерферон,

· интерлейкин-1,

· простагландины,

· 2-макроглобулин,

· монокины, регулирующие иммунный ответ,

· цитоксины – ядовитые для клеток вещества.

Макрофаги обладают тонким механизмом распознавания чужеродных частиц антигенной природы.

Они различают и быстро поглощают старые и новорожденные эритроциты, не трогая нормальных.

Долгое время за макрофагами была закреплена роль «чистильщиков», но они являются и первым звеном специализированной системы защиты.

Макрофаги, включая антиген в цитоплазму, распознают его с помощью ферментов.

Из лизосом выделяются вещества, растворяющие антиген в течение приблизительно 30 мин, после чего он выводится из организма.

Но некоторые антигены не могут быть полностью переваренными, они деградируют и выводятся из макрофагов в течение суток.

Переработанный таким образом антиген несет на себе «отметку», которую способны воспринимать клетки или гуморальные элементы специфической защиты.

Антиген проявляется и опознается макрофагом, после чего переходит к лимфоцитам.

Нейтрофильные гранулоциты (нейтрофилы, или микрофаги) также формируются в костном мозге, откуда поступают в кровоток, в котором циркулируют в течение 6-24 ч.

В отличие от макрофагов созревшие микрофаги получают энергию не от дыхания, а от гликолиза, как прокариоты, т. е. становятся анаэробами, и могут осуществлять свою деятельность в бескислородных зонах, например в экссудатах при воспалении, дополняя деятельность макрофагов.

Макрофаги и микрофаги на своей поверхности несут рецепторы к иммуноглобулину IgG и к элементу комплемента С3, которые помогают фагоциту в распознавании и прикреплении антигена к поверхности его клетки.

Нарушение деятельности фагоцитов довольно часто проявляется в виде повторяющихся гнойно-септических заболеваний, таких как хроническая пневмония, пиодермия, остеомиелит и др.

Так, кожно-слизистый кандидоз является следствием дефекта нейтрофилов, который делает их неспособными убивать грибок Candida.

Это заболевание протекает как массивное разрушение тканей и не поддается обычным методам лечения, включая интенсивную комбинированную антибиотикотерапию.

При ряде инфекций возникают различные приобретения фагоцитоза.

Так, туберкулезные микобактерии не разрушаются при фагоцитировании.

Стафилококк тормозит поглощение его фагоцитом. Нарушение деятельности фагоцитов приводит также к развитию хронического воспаления и болезням, связанным с тем, что накопленный макрофагами материал от разложения фагоцитированных веществ не может быть выведен из организма вследствие недостаточности некоторых ферментов фагоцита.

Патология фагоцитоза может быть связана с нарушением взаимодействия фагоцитов с другими системами клеточного и гуморального иммунитета.

Так, при инфекциях, возбудители которых паразитируют внутри клетки (туберкулезе, лепре, листериозе), большое значение имеет активация макрофагов Т-лимфоцитами.

Таким образом, на процесс фагоцитоза влияют факторы как неспецифической, так и специфической систем защиты.

Фагоцитозу способствуют нормальные антитела и иммуноглобулины, комплемент, лизоцим, лейкины, интерферон и ряд других ферментов и секретов крови, предварительно обрабатывающих антиген, делая его более доступным для захвата и переваривания фагоцитом. Далее рассмотрим некоторые гуморальные элементы неспецифической защиты.

Комплемент – ферментная система, которая состоит из 11 белков сыворотки крови, составляющих 9 компонентов (от С1 до С9) комплемента.

Система комплемента способствует стимуляции фагоцитоза, хемотаксиса (привлечения или отталкивания клеток), выделению фармакологически активных веществ (анафилотоксина, гистамина и др.), усиливает бактерицидные свойства сыворотки крови, активирует цитолиз (распад клеток) и совместно с фагоцитами принимает участие в уничтожении микроорганизмов и антигенов.

Каждый из компонентов комплемента играет свою роль в иммунном ответе.

Так, недостаточность комплемента С1 вызывает снижение бактерицидности плазмы крови и способствует частому развитию инфекционных заболеваний верхних дыхательных путей, хронического гломерулонефрита, артрита, отита и др.

Комплемент С3 подготавливает антиген к фагоцитозу.

При его недостаточности значительно снижается ферментативная и регуляторная активность системы комплемента, что приводит к более тяжелым последствиям, чем недостаточность комплементов С1 и С2, вплоть до смертельного исхода.

Его модификация С3а откладывается на поверхности бактериальной клетки, что приводит к образованию отверстий в оболочке микроба и его лизису, т. е. растворению лизоцимом.

При наследственной недостаточности компонента С5 встречаются нарушение развития ребенка, дерматиты и диарея.

Специфический артрит и нарушение свертываемости крови наблюдаются при дефиците С6.

Диффузные поражения соединительной ткани возникают при снижении концентрации компонентов С2 и С7.

Врожденная или приобретенная недостаточность компонентов комплемента способствует развитию различных заболеваний как в результате снижения бактерицидных свойств крови, так и вследствие накопления в крови антигенов.

Кроме недостаточности, встречается также и активация компонентов комплемента. Так, активация С1 приводит к отеку Квинке и др.

Активно потребляется комплемент при термическом ожоге, когда создается дефицит комплемента, что может определить неблагоприятный исход термической травмы.

Нормальные антитела выявлены в сыворотке здоровых людей, которые ранее не болели.

По-видимому, эти антитела возникают при наследовании или же антигены поступают с пищей, не возбуждая соответствующего заболевания. Обнаружение таких антител свидетельствует о зрелости и нормальном функционировании иммунной системы.

К нормальным антителам относится, в частности, пропердин. Это высокомолекулярный белок, обнаруживаемый в сыворотке крови.

Пропердин обеспечивает бактерицидное и вирусонейтрализирующее свойства крови (в совокупности с другими гуморальными факторами) и активизирует реакции специализированной защиты.

Лизоцим – это фермент ацетилмурамидаза, разрушающий оболочки бактерий, лизирующий их.

Он находится почти во всех тканях и жидкостях организма.

Способность к разрушению клеточных оболочек бактерий, с чего и начинается уничтожение, объясняется тем, что лизоцим в высокой концентрации находится в фагоцитах и его активность увеличивается при микробной инфекции.

Лизоцим усиливает антибактериальное действие антител и комплемента. Он входит в состав слюны, слез, кожных выделений как средство, усиливающее барьерную защиту организма.

Ингибиторы (замедлители) вирусной активности представляют собой первый гуморальный барьер, препятствующий контакту вируса с клеткой.

Люди с высоким содержанием ингибиторов высокой активности отличаются высокой устойчивостью к вирусным инфекциям, при этом для них малоэффективны вирусные вакцины.

Неспецифические механизмы защиты – клеточные и гуморальные – защищают внутреннюю среду организма от различных повреждающих факторов органической и неорганической природы на тканевом уровне.

Они достаточны для обеспечения жизнедеятельности низкоорганизованных (беспозвоночных) животных. Усложнение организма животных, в частности, привело к тому, что неспецифическая защита организма оказалась недостаточной.

Усложнение организации привело к увеличению количества специализированных клеток, отличающихся друг от друга.

На этом общем фоне в результате мутации могли появляться клетки, вредные для организма, или могли внедриться в организм похожие, но чужеродные клетки.

Необходимым становится генетический контроль клеток, и появляется специализированная система защиты организма от клеток, отличающихся от его родных, необходимых.

Вероятно, лимфатические механизмы защиты поначалу развивались не для защиты от внешних антигенов, а для обезвреживания и устранения внутренних элементов, которые ведут «подрывную работу» и угрожают целостности особи и выживанию вида.

Видовая дифференциация позвоночных при наличии общей для любого организма основы-клетки, различающейся по структуре и функциям, привела к необходимости создания механизма различения и обезвреживания клеток организма, в частности клеток-мутантов, которые, размножаясь в организме, могли привести его к гибели.

Механизм иммунитета, возникший как средство внутреннего контроля над клеточным составом тканей органа, в силу своей высокой эффективности использован природой против повреждающих факторов-антигенов: клеток и продуктов их деятельности.

С помощью этого механизма складывается и закрепляется генетически реактивность организма к одним видам микроорганизмов, к взаимодействию с которыми он не адаптирован, и иммунитет клеток, тканей и органов к другим.

Возникают видовая и индивидуальная формы иммунитета, формирующиеся соответственно в адаптациогенезе и адаптациоморфозе как проявления компенсациогенеза и компенсациоморфоза.

Обе формы иммунитета могут быть абсолютными, когда организм и микроорганизм практически не взаимодействуют ни при каких условиях, или относительными, когда взаимодействие вызывает патологическую реакцию в определенных случаях, ослабляющих иммунитет организма, делающих его восприимчивым к воздействию микроорганизмов, безопасных в нормальных условиях.

Задача специфической иммунологической системы защиты организма заключается в том, чтобы компенсировать недостаточность неспецифических факторов органического происхождения – антигенов, в частности микроорганизмов и токсических продуктов их деятельности.

Она начинает действовать тогда, когда неспецифические механизмы защиты не могут уничтожить антиген, близкий по своим характеристикам клеткам и гуморальным элементам самого организма или обеспеченный собственной защитой.

Поэтому специфическая система защиты предназначена распознавать, обезвреживать и уничтожать генетически чужеродные вещества органического происхождения: инфекционные бактерии и вирусы, трансплантированные от другого организма органы и ткани, изменившиеся в результате мутации клетки собственного организма.

Точность различения очень высокая, до уровня одного гена, отличающегося от нормы.

Специфическая иммунная система – это совокупность специализированных лимфоидных клеток: Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов.

Различают органы иммунной системы:

I. центральные

II. периферические.

I. Центральные:

· костный мозг

· тимус (вилочковая железа)

II. Периферические:

· селезенка,

· лимфатические узлы,

· лимфоидная ткань кишок, миндалин и других органов,

· кровь.

Все клетки иммунной системы (лимфоциты) являются высокоспециализированными.

И поставщиком служит костный мозг, из стволовых клеток которого дифференцируются все формы лимфоцитов, так же как и макрофаги, микрофаги, эритроциты, тромбоциты крови.

Вторым важнейшим органом иммунной системы является вилочковая железа (тимус).

Под влиянием гормонов тимуса стволовые клетки тимуса дифференцируются в тимусзависимые клетки (или Т-лимфоциты): они обеспечивают клеточные функции иммунной системы.

Помимо Т-клеток, тимус секретирует в кровь гуморальные вещества, способствующие дозреванию Т-лимфоцитов в периферических лимфатических органах (селезенке, лимфоузлах), и некоторые другие вещества.

Селезенка имеет структуру, сходную со структурой вилочковой железы, но в отличие от тимуса лимфоидная ткань селезенки участвует в иммунных реакциях гуморального типа.

В селезенке содержится до 65 % В-лимфоцитов, которые обеспечивают накопление большого количества плазматических клеток, синтезирующих антитела.

Лимфатические узлы содержат преимущественно Т-лимфоциты (до 65 %), а В-лимфоциты, плазмоциты (происходят от В-лимфоцитов) синтезируют антитела, когда иммунная система только созревает, особенно у детей первых лет жизни.

Поэтому удаление миндалин (тонзилэктомия), произведенное в раннем возрасте, снижает способность организма к синтезу некоторых антител.

Кровь относится к периферическим тканям иммунной системы и содержит, кроме фагоцитов, до 30 % лимфоцитов. Среди лимфоцитов преобладают Т-лимфоциты (50–60 %).

В-лимфоциты составляют 20–30 %, около 10 % приходится на киллеры, или «нуль-лимфоциты», не имеющие свойств Т– и В-лимфоцитов (Д-клетки).

Т-лимфоциты образуют три основные субпопуляции:

· Т-киллерыосуществляют иммунологический генетический надзор, разрушая мутированные клетки собственного организма, в том числе и опухолевые, и генетически чужеродные клетки трансплантатов. Т-киллеры составляют до 10 % Т-лимфоцитов периферической крови. Именно Т-киллеры своим воздействием вызывают отторжение пересаженных тканей, но это и первая линия защиты организма от опухолевых клеток;

· Т-хелперы организуют иммунный ответ, воздействуя на В-лимфоциты и давая сигнал для синтеза антител против появившегося в организме антигена. Т-хелперы секретируют интерлейкин-2, воздействующий на В-лимфоциты, и ?-интерферон. Их в периферической крови до 60–70 % общего числа Т-лимфоцитов;

· Т-супрессоры ограничивают силу иммунного ответа, контролируют активность Т-киллеров, блокируют деятельность Т-хелперов и В-лимфоцитов, подавляя избыточный синтез антител, которые могут вызывать аутоиммунную реакцию, т. е. обратиться против собственных клеток организма.

Т-супрессоры составляют 18–20 % Т-лимфоцитов периферической крови.

Избыточная активность Т-супрессоров может привести к угнетению иммунного ответа вплоть до его полного подавления.

Это бывает при хронических инфекциях и опухолевых процессах. В то же время недостаточная деятельность Т-супрессоров приводит к развитию аутоиммунных заболеваний в связи с повышенной активностью Т-киллеров и Т-хелперов, не сдерживаемых Т-супрессорами.

Для регулирования иммунного процесса Т-супрессоры секретируют до 20 различных медиаторов, ускоряющих или замедляющих активность Т– и В-лимфоцитов.

Кроме трех основных видов, существуют и другие виды Т-лимфоцитов, в том числе Т-лимфоциты иммунологической памяти, сохраняющие и передающие информацию об антигене.

При повторной встрече с этим антигеном они обеспечивают его распознавание и тип иммунологического ответа.

Т-лимфоциты, выполняя функцию клеточного иммунитета, кроме того, синтезируют и секретируют медиаторы (лимфокины), которые активизируют или замедляют деятельность фагоцитов, а также медиаторы с цитотоксилогическим и интерфероноподобным действиями, облегчая и направляя действие неспецифической системы.

В-лимфоциты дифференцируется в костном мозге и групповых лимфатических фолликулах и выполняет функцию гуморального иммунитета.

При взаимодействии с антигенами В-лимфоциты изменяются в плазмоциты, синтезирующие антитела (иммуноглобулины).

На поверхности В-лимфоцита может содержаться от 50 до 150 тыс. молекул иммуноглобулинов.

По мере созревания В-лимфоциты изменяют класс синтезируемых ими иммуноглобулинов.

Первоначально синтезируя иммуноглобулины класса Ig M, при созревании:

· 10 % В-лимфоцитов продолжают синтезировать Ig M

· 70 % переключаются на синтез IgG

· 20 % – на синтез Ig A.

Так же как и Т-лимфоциты, В-лимфоциты состоят из нескольких субпопуляций:

· В1-лимфоциты – предшественники плазмоцитов, синтезирующие антитела JgM без взаимодействия с Т-лимфоцитами;

· В2-лимфоциты – предшественники плазмоцитов, синтезирующие иммуноглобулины всех классов в ответ на взаимодействие с Т-хелперами. Эти клетки обеспечивают гуморальный иммунитет на антигены, распознаваемые Т-хелперами;

· В3-лимфоциты (К-клетки), или В-киллеры, убивают клетки-антигены, покрытые антителами;

· В-супрессоры тормозят функцию Т-хелперов, а В-лимфоциты памяти, сохраняя и передавая память об антигенах, стимулируют синтез определенных иммуноглобулинов при повторной встрече с антигеном.

Особенностью В-лимфоцитов является то, что они специализируются на конкретных антигенах.

При реакции В-лимфоцитов с антигеном, встреченным впервые, образуются плазмоциты, выделяющие антитела именно против этого антигена.

Образуется клон В-лимфоцитов, ответственный за реакцию с этим конкретным антигеном.

При повторной реакции размножаются и синтезируют антитела только В-лимфоциты, а точнее – плазмоциты, направленные против этого антигена.

Другие клоны В-лимфоцитов не участвуют в реакции.

В-лимфоциты непосредственно не участвуют в борьбе с антигенами. Под влиянием стимулов от фагоцитов и Т-хелперов они трансформируются в плазмоциты, которые и синтезируют антитела иммуноглобулины, обезвреживающие антигены.

Иммуноглобулины – белки сыворотки крови и других жидкостей организма, которые действуют как антитела, связывающиеся с антигенами и обезвреживающие их.

В настоящее время известно пять классов иммуноглобулинов человека, которые существенно различаются по своим физико-химическим свойствам и биологическим функциям:

· Ig G

· Ig M

· Ig A

· Ig D

· Ig E

Иммуноглобулины класса Gсоставляют около 70 % от общего количества иммуноглобулинов.

К ним относятся антитела против антигенов различной природы, вырабатываемые четырьмя подклассами.

Они в основном выполняют:

· противо-бактериальные функции

· образуют антитела против полисахаридов бактериальных оболочек, а также противорезусные антитела,

· обеспечивают реакцию кожной чувствительности и связывания комплемента.

IgM

(около 10 %) – наиболее древние, синтезируются на ранних стадиях иммунного ответа на большинство антигенов.

К этому классу относятся антитела против:

· полисахаридовмикро-организмов и вирусов,

· ревматоидный фактор и др.

Иммуноглобулины класса Dсоставляют менее 1 %.

Их роль в организме почти не изучена.

Есть сведения об увеличении их при некоторых инфекционных заболеваниях, остеомиелите, бронхиальной астме и т. п.

IgEилиреагины

Имеют более низкую концентрацию.

IgE играют роль пускового механизма в развертывании аллергических реакций немедленного типа.

Связываясь в комплекс с аллергеном, IgE вызывают выброс в организм медиаторов аллергических реакций (гистамина, серотонина и др.)

IgA

IgA составляют около 20 % от общего количества иммуноглобулинов.

К этому классу относятся антитела против вирусов, инсулина (при сахарном диабете), тирео-глобулина (при хроническом тиреоидите).

Особенностью этого класса иммуноглобулинов является то, что существуют они в двух формах:

· сывороточной (IgA)

· секреторной (S IgA).

Антитела класса А:

· нейтрализуют вирусы,

· обезвреживают бактерии,

· предупреждают фиксацию микроорганизмов на клетках эпителиальной поверхности слизистых оболочек.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/19_253520_nespetsificheskaya-i-spetsificheskaya-sistemi-zashchiti-organizma.html

Глава 6. неспецифические и специфические механизмы защиты организма и

ГЛАВА 6. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ И СПЕЦИФИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА И

В связи с тем, что организм человека постоянно подвергается действию неблагоприятных факторов среды, в том числе и биоло­гических, в ходе эволюции выработался ряд защитных механизмов, позволяющих организму избежать патогенного действия, особенно микробов, вирусов и других факторов, несущих чужеродную гене­тическую информацию. Наиболее наглядно защитные механизмы вы­ступают при попадании в организм инфекционных факторов. Анализ защитных реакций позволяет выделить следующие этапы защиты:

1. Кожа и слизистые;

2. Гуморальные факторы;

3. Клеточные факторы (фагоцитоз);

4. Иммунологические механизмы защиты.

Кожа. Целостность кожных покровов является необходимым фактором, предотвращающим изменение внутренней среды орга­низма. Кроме того, за счет слущивания эпителия обеспечивается уда­ление попавших на кожу как живых возбудителей, так и других по­вреждающих факторов.

Удаление попавших на кожу повреждающих факторов осуществляется также с помощью пота и секрета сальных желез, которые, имея кислую среду, за счет наличия молочной и жир­ной кислот, кроме механического удаления, способны вызывать ги­бель ряда микроорганизмов.

И, наконец, через неповрежденную кожу практически не проникают при кратковременном контакте вещества антигенной природы, и поэтому не изменяется внутренняя среда ор­ганизма, и он не реагирует комплексом других реакций.

При повреждении кожи и слизистых инфекционными и неин­фекционными факторами формируется воспалительная реакция, кото­рая, вне всякого сомнения, имеет защитное значение, т.к.

в случае раз­вития инфекционного воспаления предотвращается возникновение бо­лее древнего и неблагоприятного, генерализованного процесса – сеп­сиса.

При длительном контакте или при повреждении кожи вещества­ми с чужой антигенной структурой возможно не только изменение иммунитета, но и развитие, в том числе аллергических воспалитель­ных реакций.

Слизистые. Значение слизистых покровов также очень велико в обеспечении защиты организма.

В слизистых, например, дыха­тельных путей, за счет ресничек эпителия механически удаляются микроорганизмы и другие повреждающие факторы (например, скоп­ление слизи), важное значение в этом случае имеет кашель, при кото­ром механически удаляются все повреждающие факторы.

Механиче­ское удаление осуществляется также секретами (например, с конъ­юнктивы глаза – слезной жидкостью, с дыхательных путей – слизью, с поверхности рта – слюной, желудочно-кишечного тракта – желудоч­ным, кишечным и другими соками).

Кроме того, в ряде случаев сек­рет содержит вещества, обладающие бактерицидным действием, – ли­зоцим в слезной жидкости, моче и крови, а в желудочном и кишечном соке – соляная кислота и протеолитические ферменты. Кислая среда мочи, влагалища, также оказывает бактерицидное и бактериостатиче­ское действие на микробы.

Более того, и в дыхательных путях, и в кишечнике секретируются иммуноглобулины А, имеющие важное значение в предупреждении интоксикаций, инфекционных процессов, особенно вирусных, обес­печивая местную резистентность к инфекции. Одновременно IgA – активируют комплемент альтернативным путем.

Защитное значение имеет наличие в кишечнике, влагалище, слизистой дыхательных пу­тей нормальной микрофлоры — микроорганизмов и грибков, которые за счет конкурентной борьбы за питательные вещества и образования токсических для патогенной флоры веществ (кислоты, колицина) предотвращают развитие вирулентных возбудителей.

Поэтому после избыточного лечения антибиотиками, резекции желудка возможно подавление нормальной микрофлоры и инфицирование вирулентны­ми микробами и вирусами. Нормальная микрофлора имеет также важное значение в формировании иммунитета.

Показано, что у без­микробных организмов наблюдается снижение иммунитета, отраже­нием которого является уменьшение в крови количества IgA, других иммуноглобулинов, а также лизоцима. Понос также важный защит­ный фактор против микробов и токсических факторов.

Повреждение слизистых также сопровождается развитием воспа­ления как защитной реакции.

Фагоцитоз, описанный И.И. Мечниковым в 1882 году, является очень древней клеточной формой защиты, тесно связанной со спе­цифическими иммунными реакциями. Фагоцитоз (от греческого phagos – поглощать, пожирать) заключается в поглощении и пе­реваривании бактерий, продуктов повреждения и распада клеток.

Фа­гоцитарную активность проявляют микрофаги (нейтрофильные лей­коциты) и макрофаги. Установлено, что общий жизненный цикл нейтрофила равен 15 дням. Из них полупериод нахождения в крови равен 6-7 часам. Полупериод жизни моноцита в крови – около суток. Моноциты периферической крови и тканевые макрофаги происходят из полипотентной стволовой клетки.

Из крови моноциты в течение 2­3 дней переходят в ткани и превращаются в тканевые макрофаги.

Выделяют четыре стадии фагоцитоза:

1- я стадия – приближение фагоцита к инородному объекту. Ос­нову этого движения составляют явления хемотаксиса лейкоцитов, которое стимулируется С3а, С5а компонентами комплемента, лимфо- кинами, продуктами деградации фибрина, коллагена. Направленному движению лейкоцитов способствует иммуноадгеренция, т.е. образо­вание комплекса антиген-антитело.

В качестве антигенов в очаге вос­паления выступают бактерии и вирусы с одновременной активацией комплемента С3а и С5а и образованием других хемотаксинов, в том числе ряд цитокинов, выделяемых поврежденными клетками и мак­рофагами. Показано, что на поверхности фагоцитов имеются много­численные рецепторы, с помощью которых они прикрепляются к объекту фагоцитоза.

Особенно важны Бе-рецепторы для связи с им­муноглобулинами М, О, а также К компонентом комплемента. У здо­ровых людей 56-89 % нейтрофилов имеют обе вышеуказанные груп­пы рецепторов. Кроме того, фагоциты имеют рецепторы для гиста­мина, норадреналина, холиноподобных веществ, кортикостероидов и простагландинов.

Как уже говорилось, хемотаксические факторы возникают и при повреждении другими флогогенными агентами.

2- я стадия – прилипание фагоцита к объекту. Ему предшествует опсонизация, т.е. покрытие иммуноглобулинами М, О и фрагментами комплемента С3, С5, С6, С7 бактерий и поврежденных частиц клеток, а также С3б компонента комплемента, благодаря чему они приобретают способность прилипать к фагоциту. Кроме того, таким действием об­ладают продукты поврежденных клеток и бактерий, а также калли- креин.

Процесс прилипания сопровождается усилением метаболической активности лейкоцитов (метаболический взрыв), в частности, аэроб­ного и анаэробного гликолиза и повышением в 2-3 раза поглощения кислорода, и в конечном итоге, увеличением количества АТФ. В мак­рофагах важнейшим резервным источником АТФ является креатин­фосфат.

3- я стадия – поглощение фагоцитируемого объекта путем ин­вагинации фагоцита и образования вакуоли — фагосомы.

После поглощения микроорганизмов или чужеродных частиц они подвергаются действию кислород-зависимых и кислород-незави- симых бактерицидных механизмов фагоцита.

В результате образования НАДФ • Ни восстановления моле­кулярного кислорода образуются супероксид кислорода, синглетный кислород, гидроксильный радикал, перекись водорода, перекиси ли­пидов, которые обладают бактерицидным действием. Кроме того, наличие супероксида кислорода, фермента миелопероксидазы и ионов галогенов обеспечивают процессы галогенирования (Вг -, I-, С1- ), продукты которых способны уничтожить микробы и вирусы (А. Ройт).

Среди кислороднезависимых бактерицидных механизмов фаго­цитов необходимо назвать образуемые ими катионные белки, ли­зоцим, лактоферрин (это белок, который связывается с железом, не­обходимым для размножения микробов), протеолитические и другие гидролитические ферменты, снижение рН. Катионные белки, лизо­цим разрушают мембрану бактерий, лактоферрин убивает микроор­ганизмы, а гидролитические ферменты расщепляют уже погибшие микроорганизмы. В ходе эволюции, однако, многие микроорганизмы видоизменяются, выживают только те микроорганизмы, которые при­обретают механизмы, делающие их устойчивыми к фагоцитозу, на­пример, за счет таких ферментов, как каталаза, пероксидаза и др. В результате этого возникает незавершенный фагоцитоз. В этом случае наиболее мощным средством защиты организма становится актива­ция комплемента.

4- я стадия – внутриклеточное расщепление и переваривание фа­гоцитированных микробов и остатков поврежденных клеток (табл. 6.1).

Перевариванию подвергаются только погибшие микробы и клет­ки. Фагоцитоз осуществляется с помощью гидролитических фермен­тов (протеазы, карбогидразы, липазы и др.).

Наряду с перевариванием инородных объектов и поврежденных клеток под влиянием гидроли­тических ферментов, выделившихся в фагосому, гибнут сами фагоци­ты, являясь источником образования гноя, а продукты разрушения стимулируют процессы пролиферации в очаге воспаления.

Сами фагоциты обеспечены системой защиты против перекиси водорода, которая представлена каталазой, миелопероксидазой, глю- татион-пероксидазой и восстановленным глютатионом. Одно­временно с этим большое значение имеет фермент миелопероксидаза, которая окисляет молочную кислоту, подавляет действие бак­териальных токсинов, грибков, вирусов.

В зависимости от локализации повреждения возможно участие различных макрофагов.

В соединительной ткани – это гистиоциты, в печени – клетки Купфера, в легких – альвеолярные фагоциты, в лимфа­тических узлах и селезенке – свободные и частично фиксированные макрофаги, в серозных полостях – перитонеальные и плевральные макрофаги, в костной ткани – остеокласты, нервной системе – микро­глиальные клетки. Все перечисленные макрофаги являются производ­ными стволовой кроветворной клетки монобластного ряда и обладают высокой фагоцитарной активностью. Считают, что макрофаги воспа­лительного экссудата накапливаются за счет эмиграции моноцитов. Макрофаги осуществляют фагоцитоз аналогично нейтрофилам и об­ладают способностью секретировать в очаг воспаления лизосомальные ферменты, плазмин, коллагеназу, эластазу, лизоцим, белки компле­мента, интерферон и др. Показано, что моноциты имеют на своей мембране рецепторы для IgG и комплемента, которые после фагоцито­за исчезают и снова появляются через несколько часов. Мембрана мо­ноцитов способна связываться также и с цитофильными антителами (IgE). Макрофагам принадлежит важнейшая роль в очищении очага воспаления от погибших клеток и разрушении веществ антигенной природы, а также в формировании иммунного ответа.

Таблица 6.1

Ферменты, содержащиеся в гранулах «профессиональных фагоцитов»

(A.M. Чернух)

Название ферментаПМЯ-лейкоцитМононуклеарный фагоцит
ПРОТЕАЗЫ:
катепсины++
гистоназа+
лейкопротеаза+
коллагеназа++
эластаза++
КАРБОГИДРАЗЫ:

лизоцим++
в-глюкуронидаза++
гиалуронидаза+
ЛИПАЗЫ:
кислая липаза++
фосфолипаза++
РНК-аза++
ДНК-аза++
кислая фосфатаза++
щелочная фосфатаза++
НЕФЕРМЕНТЫ:
катионные белки+
лейкоцитарный пироген+
мукополисахариды+

Таким образом, при проникновении в организм веществ с чу­жеродной антигенной структурой большое значение в защитных ре­акциях принадлежит клеточным реакциям, особенно фагоцитозу. Ин­тенсивность фагоцитоза может меняться как в сторону увеличения, так и уменьшения. Снижение фагоцитарной активности может быть врожденным и приобретенным.

Врожденные нарушения фагоцитоза. Эти дефекты передаются от родителей к детям и касаются разных стадий фагоцитоза – хемо­таксиса, поглощения и переваривания. Причем они могут быть как количественными, так и качественными.

К количественным врож­денным дефектам фагоцитоза относятся снижение лейкоцитов ниже 1000 в 1 мм3 с явлениями нейтропении; сочетание нейтропении и слабой миграции лейкоцитов из костного мозга («ленивые» лейкоци­ты), связанное с дефицитом Сб компонента комплемента; повышен­ное разрушение лейкоцитов в селезенке больных; дефекты передают­ся по аутосомнорецессивному и доминантному типу. Во всех случаях при таких количественных и качественных изменениях у детей обна­руживается склонность к локальным инфекционным воспалительным процессам (стоматит, отит, блефарит, абсцессы) или даже сепсису.

Известно, что опсонизация – это функция белка крови, который фиксируется на чужеродном объекте и, не изменяя его, обеспечивает лучшую связь с фагоцитом. Как уже говорилось, такой способностью обладают иммуноглобулины, С-реактивный белок, а2 – глобулин, пропердин, а также компоненты комплемента С5а, С3а.

Такие наруше­ния возникают при врожденной патологии В-системы иммунитета (агаммаглобулинемии), а также при циррозе, печеночной недостаточ­ности, системной красной волчанке, ревматоидном артрите, нефроти­ческом синдроме. Снижение фагоцитоза связано с дефицитом компо­нентов комплемента, особенно стимулирующих процессы опсониза- ции и лизиса.

Такие нарушения обнаруживаются у детей при инфек­ции дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта, при дерма­титах.

Очень важна не только поглотительная, но и переваривающая способность фагоцитов. Врожденный дефицит переваривающей спо­собности наблюдается при хронической гранулематозной болезни или болезни парадоксов.

Особенно поражаются наряду с кожей лег­кие, где развивается гнойно-продуктивный процесс с последующим формированием рубцовых изменений. Причем фагоцитоз ви­рулентных микроорганизмов осуществляется хорошо, а малопато­генные и сапрофитные не перевариваются.

Поглощение микробов не нарушено, но в связи с наследственно-обусловленными нарушениями глюкозо-6-фосфатдегидро-геназы не образуются активные соедине­ния кислорода, да и не повреждается мембрана микроорганизмов.

Поэтому микробы в клетке размножаются, фагоцитоз является неза­вершенным и дает развитие воспаления, а как его результат, развива­ются рубцы.

Большая устойчивость к патогенным пневмококкам связана с тем, что пневмококки не вырабатывают каталазу, но генерируют Н2О2 и, оказавшись внутри фагосомы, погибают, в связи с тем, что миелопе- роксидаза нейтрофилов и макрофагов защищает организм от грибков, вирусов, бактерий за счет повреждения их мембран. У больных при врожденном дефиците миелопероксидазы развивается, кроме грану- ломатоза, склонность к кандидомикозу.

При попадании в ткань биологических факторов в первую оче­редь реагируют такие макрофаги, как гистиоциты, альвеолярные мак­рофаги, микроглиальные клетки, которые начинают интенсивно фа­гоцитировать чужеродные структуры с чужеродной генетической информацией.

Одновременно с этим, при развитии воспаления, коли­чество нейтрофилов в течение нескольких часов увеличивается, в том числе до 15-20 тыс. в 1 мм . Эта защитная реакция связана со стиму­ляцией костного мозга лейкоцитарным фактором, особенно т.н.

коло­нию стимулирующим фактором, представляющим комплекс глюко­протеинов с молекулярным весом 20 000-50 000.

Приобретенное усиление фагоцитоза может наблюдаться при воспалении, лихорадке, небольших интоксикациях, небольших кро­вопотерях.

Наоборот, его недостаточность следует ожидать при при­обретенных лейкопениях (ионизирующее излучение, бензол), дефи­ците энергетического субстрата (голодание, сахарный диабет, гипо- тириоз), при циррозе печени, гломерулонефрите (активация ингиби­торов хемотаксиса и торможение эмиграции лейкоцитов).

К неспецифическим защитным реакциям относится и лихорадка, при которой усиливается фагоцитоз и тормозится размножение ряда микробов и вирусов.

Если инфекционный агент проникает через кожу и слизистые и поступает в лимфу и кровь, большое значение имеют гуморальные факторы, среди которых комплемент, лизоцим, интерлейкин-1, С- реактивный белок, а-интерфероны, Р-лизины. Особенно велика роль комплемента.

Система комплемента представлена протеолитически­ми ферментами и регуляторными белками, которые влияют на про­цессы фагоцитоза, фибринолиза, кининообразования. Как известно, в крови имеются 20 комплементарных факторов, активация которых обычно происходит при взаимодействии антигена с антителом.

Это классический путь активации комплемента (рис. 6.1). Возможен и альтернативный или пропердиновый путь с участием микроорганиз­мов, имеющих большие молекулы полисахаридов в клеточной мем­бране, вирусов, опухолевых клеток, иммуноглобулинов, паразитов, полисахаридов, эндотоксинов.

В любом случае с этим связаны такие процессы, как опсонизация, активация тучных клеток и базофилов, хемотаксис и лизис клеток, т.е. процессы фагоцитоза и образование ряда биологически активных веществ (гистамин, факторы хемотакси­са нейтрофилов и эозинофилов, триптаза – простагландины, тром- боксаны и гепарин).

В результате образования гистамина, проста- гландинов, С5а. происходит расширение сосудов и увеличение их проницаемости.

Таким образом, при проникновении микроорганизма во внут­реннюю среду комплемент активируется по альтернативному пути, т.е.

с активацией С3, а при иммунологическом конфликте комплекс ан­тиген-антитело активирует комплемент по классическому пути с обра­зованием первоначально С3а, С5а, способствующих выделению медиа­торов из тучных клеток, расширению сосудов, развитию артериальной гиперемии, активации и усилению фагоцитоза нейтрофилов и эозино­филов, лизису чужеродных и поврежденных клеток. Именно с этих процессов начинается острое воспаление, которое рассматривается как защитная реакция.

Итак, комплемент – это вещества белковой природы, являющиеся, как правило, неактивными ферментами и регуляторными белками. Таким образом, при активации комплемента речь идет об активации ряда ферментов.

Понятно, что в ходе эволюции для такой сложной и опасной для организма системы должны были сформироваться тор­мозные механизмы с помощью ряда регуляторных белков. Такую функцию выполняют ингибитор С – эстеразы и инактиватор С3б ана- филатоксин.

Благодаря чему невозможна неконтролируемая актива­ция комплемента. (рис.6.1).

Таким образом, активация комплемента обеспечивает защиту ор­ганизма от любых чужеродных антигенов, в том числе и инфек­ционных. Однако, как мы увидим позже в разделе «Аллергия», с ак­тивацией комплемента связаны и повреждающие его эффекты при развитии аллергических и аутоиммунных реакций, особенно при си­стемной красной волчанке, анемиях и лейкопениях, миокардитах, ревматизме.

При врожденном и приобретенном нарушении комплементарных факторов, а также регуляторных белков нарушаются процессы фаго­цитоза и освобождение биологически активных веществ, поэтому в этих случаях будет наблюдаться склонность к инфекционным про­цессам, воспалению и даже сепсису. Рассмотрим это явление деталь­но.

При врожденном дефиците С1 невозможна активация системы комплемента по классическому пути и поэтому, вследствие нару­шения фагоцитоза и лизиса микробов, наблюдаются повторные и тя­желые гнойные процессы. Наоборот, при врожденном дефиците ин­гибитора С1 (эстераза) развивается ангионевротический отек Квинке из-за резкой активации кининообразования.

При врожденном дефиците ингибитора С3б постоянно активи­руется комплемент С3, в результате чего содержание его в крови уменьшается. Хотя количество предшествующих комплементарных факторов (С19 С4, С2) не изменяется, однако из-за дефицита С3 нару­шаются процессы фагоцитоза и лизиса микробов, что проявляется повторными гнойными инфекциями.

При врожденном дефиците С5 склонность к инфекции также свя­зана с нарушением фагоцитоза и лизиса из-за невозможности образо­вания соответствующих компонентов комплемента.

При рождении ребенка комплемент практически не определяется и в целом у детей на 30 % он ниже, чем у взрослых, что делает понят­ным их склонность к инфекции и сепсису. Изменения системы ком­племента приобретенного характера проявляется в увеличении и уменьшении комплементарных факторов.

При формировании инфек­ционных процессов количество комплемента в крови возрастает, что свидетельствует об усилении защитных механизмов организма. Наоборот, при поражениях печени (цирроз, гепатит, хронический хо­лецистит) нарушается синтез С1, С3, С6, С9.

С другой стороны, при аллергических, аутоиммунных заболеваниях комплементарные фак­торы уменьшаются в крови из-за связывания их иммунными ком­плексами.

Рис. 6.1. Каскад реакций при активации комплемента (Гайтон)

Пропердин – белок крови, представляет собой нормальное ан­титело, появляющееся в ответ на иммунизацию веществами полиса­харидной природы. Соединяясь с полисахаридами микробной клетки, этот белок активирует комплемент по альтернативному пути.

Его за­щитное действие проявляется в бактерицидном, вирус- нейтрализующем эффекте. При замедленном типе аллергии про­пердин является медиатором и поэтому количество его увеличи­вается.

Снижение уровня пропердина в крови, а, следовательно, и его защитных свойств отмечено при тяжелых патологических процессах (шок, лейкозы, хронические инфекции).

Лизоцим (муромидаза) образуется в моноцитах и секретируется во внеклеточную жидкость, вызывая расщепление пептидогликанов мем­браны бактерий.

Он обнаруживается в таких жидкостях, как кровь, моча, слезная жидкость и обладает бактерицидным действием за счет расщепления полисахаридов микробной оболочки.

В условиях патоло­гии снижение количества лизоцима наблюдается обычно при тяжелых токсикоинфекциях, а увеличение его в крови, как правило, – при ин­фекции и неблагоприятном течении беременности, особенно перед выкидышем.

При инфекции образуется интерлейкин-1 (ИЛ-1), интерлейкин-6 (ИЛ-6), ФНОа, макрофагальный воспалительный белок, эндогенные пирогены, защитная роль которых проявляется в повышении тем­пературы, т.е. формировании лихорадки, а повышение температуры тела задерживает развитие и вызывает гибель многих микробов и ви­русов.

При воспалении в крови увеличивается количество С- реактивного белка. Он синтезируется в печени и, связываясь с мем­браной микробов, вызывает опсонизацию, усиливает синтез ИЛ-1, ИЛ-6, повышает активность естественных киллеров. Таким образом, за счет стимуляции фагоцитоза, развития лихорадки оказывает за­щитное действие.

Снижение С-реактивного белка в крови отмечено при системной красной волчанке.

я-интерфероны (их существует около 14) образуются клетками, инфицированными вирусами.

Выходя из инфицированной клетки и соединяясь со специфическими рецепторами соседних клеток, интер- фероны обеспечивают защиту не только против вируса, ин­дуцировавшего интерферон, но и других вирусов.

Кроме того, ин- терфероны усиливают активность т.н. нормальных киллеров, которые способны распознавать зараженные вирусом клетки и уничтожать их еще на ранних стадиях вирусного инфицирования.

Таким образом, интерфероны создают своеобразный барьер для распространения вирусного инфицирования.

Бактерицидное действие на аэробные микроорганизмы оказывают и Р-лизины сыворотки крови, которые, вероятно, образуются тромбо­цитами в ходе свертывания крови.

При недостаточности барьерных, клеточных и гуморальных ме­ханизмов защиты сформировались специфические механизмы – им­мунологические.

Как известно, иммунитет – это способ специфической защиты ор­ганизма от всех веществ с чужеродной генетической информацией (Петров Р.В.).

При попадании в организм человека или теплокровных животных чужеродного агента могут формироваться три основные спе­цифические реакции:

1. Иммунитет.

2. Аллергия.

3. Иммунологическая толерантность.

Источник: https://medinfo.social/uchebniki_885/nespetsificheskie-spetsificheskie-mehanizmyi-53194.html

Глава 6 резистентность и реактивность, их роль в патологии

ГЛАВА 6. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ И СПЕЦИФИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА И

Под естественнойрезистентностью(от лат. resistio— сопро­тивление) понимают устойчивостьорганизма к неблагоприятным факторамвнешней среды. Она базируется намеханизмах защиты, сформировавшихся впроцессе эволюции и закрепленныхгенети­ческим кодом. Поэтомусуществование животных каждого видаобусловлено средой их обитания.

Вместес тем окружающие орга­низм условияпостоянно меняются. Эти измененияулавливаются рецепторным аппаратом,анализируются и сопоставляются клет­камицентральной нервной системы с последующейпередачей информации эффекторныморганам. Возникает ответная реакция нараздражитель.

Поэтому естественнаярезистентность неотдели­ма от понятияреактивности.

Под реактивностьюпонимают способность организма отвечатьизменениями жизнедеятельности нараздражения, поступающие из внешней ивнутренней среды. Это свойство являетсяодним из компонентов естественнойустойчивости (резистентности) живот­ныхк влиянию неблагоприятных факторов,включая возбудителей инфекций и инвазий.

6.1. Резистентность

Резистентностькак интегративная функция животногоорга­низма определяется состояниембарьерных приспособлений для защитыот вредных агентов и механизмаминеспецифической и специфической защиты.

Барьерные свойства организма определя­ютсятканевыми структурами, препятствующиминегативному воздействию механических,физических, химических и биологи­ческихфакторов, проникновению их во внутреннююсреду.

К та­ким структурам относитсякожа с ее производными, слизистыеоболочки и кости.

Кожаобладает барьерными свойствами благодарямного­слойному эпителию и егопроизводным (волосы, шерсть, перья,копыта, рога), наличию рецепторныхобразований, клеток макрофагальнойсистемы, секрета, выделяемого железистымаппаратом.

Неповрежденнаякожа здоровых животных оказываетсопро­тивление механическим, физическим,химическим факторам. Она представляетсобой непреодолимый барьер дляпроникновения большинства патогенныхмикробов, препятствует проникновениювозбудителей болезни не толькомеханически.

Она обладает спо­собностьюк самоочищению путем постоянногослущивания ороговевающих кератиноцитов,выделения секретов потовыми и сальнымижелезами. Кроме того, кожа обладаетбактерицидными свойствами по отношениюко многим микроорганизмам. Ее по­верхностьпредставляет собой среду, неблагоприятнуюдля разви­тия вирусов, бактерий,грибов.

Это объясняется кислой реакцией,создаваемой выделяемыми секретами. Наповерхности кожи рН 4,6. Чем ниже показательрН, тем выше бактерицидность, так какионы водорода и гидроксильной группы,подавляя активность ферментов, начинаютболее интенсивно действовать намикроор­ганизмы.

Бактерициднымисвойствами обладают ненасыщенные жирныекислоты, молочная кислота, ферменты,лизоцим, комп­лемент, другие биологическиактивные вещества кожи.

Большое значениепридают аутомикрофлоре кожи. Видовойсостав постоянной микрофлоры слагаетсяиз эпидермальных ста­филококков (до90 %), некоторых других бактерий и грибов.

По­стоянная аутомикрофлора способнавыделять вещества, губитель­нодействующие на антагонистов — патогенныхвозбудителей.

По видовому составумикрофлоры можно судить о степенисопротив­ляемости организма, сниженииего резистентности.

Кожные покровысодержат клетки макрофагальной системы(клетки Лангерганса), способные кпрезентации микробных и иных антигеновТ-лимфоцитам, инициируя иммунный ответ.Не­достаточность нормальной (постоянной)аутомикрофлоры приво­дит к ослаблениюклеточных и гуморальных факторов защиты.

Барьерные свойствакожи зависят от общего состоянияорга­низма, определяемого полноценностьюкормления, уходом за по­кровнымитканями, характером эксплуатации.Известно, что ис­тощенные телята легчезаражаются микроспорией и трихофитией.Недостаточный уход за кожей выменикоров может привести к маститу. Плохоподогнанная сбруя способствует развитиюу лоша­дей механических повреждений.

Слизистыеоболочкиротовой полости, пищевода, желудочно-кишечноготракта, дыхательных и мочеполовых путей,покрытые эпителием, представляют собойбарьер, препятствие для проникновенияразличных вредоносных агентов.

Неповреж­денная слизистая оболочкаявляет собой механическое препят­ствиедля некоторых химических и инфекционныхагентов.

Благо­даря наличию ресничекмерцательного эпителия с поверхностидыхательных путей выводятся во внешнююсреду инородные тела, микробы, в обилиипопадающие с вдыхаемым воздухом.

Раздражениерецепторов афферентных нервных путейинород­ными телами, химическимисоединениями, продуктами жизнеде­ятельностимикроорганизмов сопровождаетсядвигательными за­щитными реакциямив виде кашля, рвоты, диареи, чтоспособ­ствует освобождению слизистыхоболочек от возможного патогена.Повреждение слизистой оболочки ртапредупреждается Усиленным слюноотделением,повреждение конъюнктивы — обильнымотделением слёзной жидкости, повреждениеслизистой оболочки носа — серознымэкссудатом.

Секреты железслизистых оболочек обладают бактерициднымисвойствами. В слюне, слёзной жидкости,секрете, отделяемом сли­зистойоболочкой дыхательных путей, находитсялизоцим — фер­мент мурамидаза,способный к лизису стафило- и стрептококков,сальмонелл, туберкулезных и многихдругих микроорганизмов.

Благодаряхлористоводородной кислоте желудочныйсок по­давляет размножение микрофлоры,но отдельные ее представите­ли, какнедавно установлено, заселяют клеткислизистой оболоч­ки и желез желудка.К таким возбудителям относят Helicobacterpylori.Эти спиралевидные грамотрицательныебактерии обнару­жены в слизистойоболочке желудка человека, кошек, собак,сви­ней, обезьян.

Защитную рольиграет микрофлора, заселяющая слизистуюоболочку кишечника, мочеполовых органовздоровых животных. Микробы-синергистыпринимают участие в утилизации клетчат­ки(инфузории преджелудков жвачных), синтезебелка, витами­нов.

Основным представителемнормальной микрофлоры в тол­стомкишечнике является кишечная палочка(Escherichiacoli).Она ферментирует глюкозу, лактозу,создает неблагоприятные ус­ловия дляразвития гнилостной микрофлоры.

Снижениеобщей резистентности животных, особенномолодняка, превращает ки­шечнуюпалочку в возбудителя коли-инфекции.

Для защиты слизистыхпокровов, разделяющих внешнюю и внутреннююдля организма среду, созданы иммунологическиеме­ханизмы, осуществляющие функциюпервой защиты против при­родныхантигенных структур. Активно функционируютальвео­лярные макрофаги, предупреждаяпроникновение чужеродных антигенов.

Кроме фагоцитирующих клеток на поверхностислизи­стых оболочек сконцентрированысекреторные иммуноглобули-ны, основукоторых представляет иммуноглобулинкласса А.

Его концентрация в слюнесоставляет 0,07 г/л, в кишечнике —0,75, вмолозиве — 1,5 г/л, что значительно больше,чем содержание дру­гих иммуноглобулинов(IgMи IgG).

Иммуноглобулины,защищающие респираторную, пищевари­тельную,мочеполовую системы, препятствуютадгезии вирусов и бактерий к клеткамслизистой оболочки, нейтрализуют токсиныи вирусы, предохраняют от восприятияантигенных стимулов. Им­муноглобулиныклассов А и Gактивируют фагоцитоз клеткамимакрофагальной системы, а иммуноглобулиныкласса Е защища­ют организм от паразитов— простейших и гельминтов.

Костнаятканьвыполняет многообразные функции. Однаиз них — защита центральных нервныхобразований от ме­ханическихповреждений. Позвонки предохраняютспинной мозг от травм, а кости черепазащищают головной мозг, подкорковыеструктуры. Ребра выполняют защитнуюфункцию в отношении легких и сердца.Длинные трубчатые кости оберегаютосновной орган кроветворении я — красныйкостный мозг.

Нарушения барьернойфункции костной ткани в результатепе­реломов, огнестрельных и иныхранений приводят к параличам, парезам,часто несовместимым с жизнью животных.

При неспособностивнешних барьеров противостоятьпатогенности чужеродного фактора онпоступает во внутренние среды (кровь,лимфа, ликвор) организма. Мобилизуютсянеспецифичес­кие (общие) механизмызащиты и специфические, направленныена борьбу против конкретного патогена.

Неспецифическиефакторы защиты.Неспецифические факто­ры защитыпредставляют собой компоненты эндогенногомеха­низма, обеспечивающего генетическиобусловленное постоян­ство внутреннейсреды. Это та первая линия оборонывысокораз­витых организмов, котораяпредупреждает влияние патогенныхфакторов на их органы и системы.

Внормальных условиях суще­ствованиянеспецифические факторы защитыпрепятствуют про­никновению вовнутреннюю среду чужеродных для негораздра­жителей, особенно биологическогопроисхождения. С раннего постнатальногопериода организм животных заселяетсясимбионтной микрофлорой.

Это обычныеобитатели кишечника (ки­шечнаяпалочка), кожи, слизистых оболочек.Устойчивое равно­весие междумакроорганизмом и микрофлорой во многомзави­сит от состояния неспецифическихфакторов защиты. Они фор­мировалисьв процессе длительной эволюции.

В борьбес микромиром выживали животные с болеесовершенными меха­низмами противодействияповреждающим факторам, в том чис­лемикробного происхождения.

В определенныхусловиях нормальные обитатели илизаведомо патогенные возбудителипреодолевают защитные механизмы,вне­дряются во внутреннюю среду.Отвечая на такую агрессию, орга­низмвключает специфические механизмы защиты(Т- и В-системы) против конкретногопатогенного раздражителя.

Мобилизацияспецифического иммунного ответа наантиген и; последующая ак­тивацияборьбы за сохранение и восстановлениегомеостаза осу­ществляются всемикомпонентами неспецифических факторовза­щиты, где основное значение имеетфагоцитарная система.

Не­смотря наочевидную условность представлений оспецифических и неспецифических факторахзащиты, в целях лучшего понима­нияцелесообразно их отдельное рассмотрение.

Фагоцитарнаясистема.Центральное звено неспе­цифическойзащиты организма представлено двумясистемами клеток — мононуклеарнойфагоцитирующей системой (МФС) и системойполиморфноядерных лейкоцитов (ПМЯЛ).Основная структурная единица МФС—макрофаги.

К этим клеткам относят­сяактивированные циркулирующие в кровимоноциты, гистиоци-ты соединительнойткани, купферовские клетки печени,легочные, плевральные и перитонеальныемакрофаги.

Все эти разновидности клетокМФС образуются из стволовой клеткикрасного костного мозга, проходя стадиимонобласта, промоноцита, моно­цита.Активированные моноциты отличаются отнеактивирован­ных морфологически,функционально и метаболически. Тригруппы веществ участвуют в активацииэтих клеток.

К первой от­носятиммуноглобулины, иммунные комплексы,компоненты комплемента системы; ковторой — лимфокины, Продуцируемыеактивированными лимфоцитами; к третьей— микроорганизмы, эндо- и экзотоксины,синтетические полипептиды и др.

Активированныемакрофаги полифункциональны. Ониуча­ствуют в фагоцитозе, распознаванииантигена и презентации его лимфоцитам,способствуют формированию очагавоспаления, включаются в развитиетрансплантационного и противоопухоле­вогоиммунитета, вовлекаются в процессырегенерации и инволю­ции (рис. 5).

Макрофагиосуществляют бактерицидную активностьблагода­ря фагоцитозу, образованиюфагодизосом и перевариванию лизосомальнымифер-

Рис. 5. Макрофаг(М), прикрепляющий к своей оболочкетромбоциты (TD,TL).СЭМ х 7000

ментами. Крометого, они способны секретировать большоеколичество биологически активныхвеществ, обла­дающих цитотоксическимисвойствами в отношении микробов иопухолевых клеток.

Для взаимодействияс другими клетками, участвующими взащите организма, макрофаги выделяютсигнальные молекулы — цитокины.

Важное значениев МФС принадлежит бронхоальвеолярными легочным макрофагам. Главным источникомих пополнения слу­жат моноциты крови.Фагоцитирующие клетки бронхолегочногоаппарата играют основную роль в механизмезащиты легких от микроорганизмов ичужеродных частиц. Эти клетки имеют рядособенностей.

Их размеры большеперитонеальных, они содержат большелизосом, многочисленные митохондрии,хотя более мел­кие по размерам; высокиих ферментативная и дыхательнаяактив­ность. Они в состоянии включатьпигменты (гемосидерин) и час­тицыпыли, за что получили название «пылевыеклетки».

Подав­ление функциифагоцитирующих клеток бронхо-легочногоаппарата сопровождается развитиемаллергических заболеваний легких,поэтому все агенты, способные подавлятьфункции этих клеток (вирусы, некоторыелекарственные препараты, переохлаж-.

дение), повышают чувствительность легкихк неблагоприятным воздействиям среды.

Система полиморфноядерных лейкоци­тов.Полиморфноядерные лейкоциты (нейтрофилы,базофилы и эозинофилы) также участвуютв фагоцитозе. Им присущи хемо­таксис,контакт с возбудителем, поглощение ипереваривание.

В отличие от моноцитов(макрофагов) нейтрофилы, другиеполинуклеары функционируют сравнительнонедолго (часы, дни) и, как правило, погибаютв процессе фагоцитоза.

Наиболее активноон осуществляется зрелыми гранулоцитами.

Гранулоцитамприсущи различные функции соответственногистофизиологическим особенностям их.

Борьбу с микробамии их ядами ведут в основном нейтрофилы(рис. 6). Зрелые, сегментоядерные нейтрофилыпредставляют со­бой сильныеферментообразователи. В их составеобнаружены лейкопротеаза, амилаза,трипсин, каталаза, щелочная фосфатаза,другие ферменты, обеспечивающие гидролизфагоцитируемых объектов.

Рис. 6. Нейтрофилиз крови лошади: А— мантия; В—микроворсинки;С—псевдоподия; Д—краевые окончания ввиде «щетки»

Функция эозинофиловглавным образом дезинтоксикационная.Они выделяют гистаминазу, разрушающуюгистамин. Эозинофилию наблюдают приинвазионных (гельминтозы, протозоозы)и аллергических болезнях.

Базофилы в своихгранулах содержат гистамин, гепарин,гиа-луроновую кислоту, медленнореагирующую субстанцию анафилаксин,калликреин.

Дегрануляция (высвобождениесодержимо­го из гранул) базофилов —энергозависимый процесс, происхо­дящийдвумя путями: иммунологическим — придействии антигенов и неиммунологическим,возникающим под влиянием биологическиактивных веществ — катехоламинов,простаглан-Динов и др.

Базофилы обладаютнезначительной способностью к фагоци­тозу,но активно перемещаются к очагуаллергического воспале­ния, инфильтрируютокружающие ткани, освобождают вазоактивныеамины. Эти клетки крови — эффекторыразвития аллергичес­ких реакцийнемедленного типа.

Переваривающаясила клеток ПМЯЛ, как и МФС, напрямуюсвязана с кислородзависимыми икислороднезависимыми бакте­рициднымисистемами. Кислородзависимая системапредполагает включение в процессфагоцитоза пероксида водорода (Н2О2),миелопироксидазы (МПО), гидроксила (ОН),супероксидного ради­кала (О2)кислорода, синглетного радикала (↑O2).

Антимикробнуюсистему в нейтрофилах и макрофагахсостав­ляют МПО, Н 2О2и окисляемыйКо-фактор (галоген). Из взаимо­заменяемыхгалогенов (йод, бром, хлор) наибольшейактивностью в антимикробной функциисистемы обладает йод, что обусловле­нойодизацией микроорганизмов.

Кроме того,системе свойствен­ны антивирусная иантигрибная активность. Система МПО—Н2О2— хлорид также эффективна противбактерий, микоплазм и вирусов. Ееактивность реализуется путемпереокислительного де-заминированияи декарбоксилирования микроорганизмов.

Кислороднезависимая система обеспечиваетбактерицидную функ­цию в лизофагосомахв отсутствие кислорода. К компонентамэтой системы относят лизоцим, катионныебелки, дегидрогеназы, другие активныесоединения.

Окончательная дезинтеграцияобъекта фагоцитоза реализуетсялизосомальными гидролазами.

Полное перевариваниефагоцитированных генетически чуже­родныхдля организма веществ не сопровождаетсяиммунным от­ветом. Для его инициациинеобходимо появление на мембранемакрофага антигенных структур, поступившихиз цитоплазмы. Эти «профильтрованные»антигены легко взаимодействуют сТ-лимфоцитами, обеспечивая начальныйэтап иммунной, специфи­ческой реакции.

Система комплемента.Комплементом называют полифункциональнуюферментную систему, участвующую включевых гомеостатических реакциях,таких, как опсонизация, сти­муляцияфагоцитоза, цитолиз, нейтрализациявирусов, медиация воспаления, индукцияиммунного ответа.

Эта система включаетв себя 9 компонентов (С1—С9)классического пути активации и 3компонента альтернативного пути.Классический путь последо­вательнойактивации компонентов комплементаопосредуется IgGи приводит к образованию иммунныхкомплексов антиген—анти­тело.

Комплемент участвует в процессе цитолизапутем последо­вательного внедрениятерминальных протеинов С5b—С9 в бислой липидов клеточной мембраны.Под их влиянием образуются трансмембранныеканалы, через которые начинается движениеионов в противоположных направлениях(К+,Na+Ca2+)и воды внутрь клетки.

Осмотический шокзавершается киллингом чуже­родногомикроорганизма.

Фрагменты комплементаС3а и С5а способны индуцировать вы­делениебазофилами и тучными клетками гистамина.Пептид С3а стимулирует секрецию серотонина, а С5аопсонирует полиморфноядерные клеткии макрофаги. Компонент С3 участвует во взаи­модействиимакрофагов, Т- и В-клеток. Фрагменткомплемента С5осуществляет на поверхности лимфоцитов«сборку» компле­ментарногомембранолитического комплекса.

Система комплементаучаствует в диссоциации и элиминациииммунных комплексов.

Системаинтерферонов.Интерфероны представля­ют собойнизкомолекулярные пептиды с небольшимколиче­ством аминокислот и углеводов.Это неспецифический фактор противовируснойзащиты, синтезируемый лейкоцитами,макро­фагами, Т-лимфоцитами,лимфобластами.

Образование интер­фероновкодируется геномом клетки и индуцируетсявирусами, в меньшей степени — бактериями,грибами, паразитами, микоплазмами,риккетсиями, полисахаридами илипополисахаридами бактериальногопроисхождения, синтетическими полимерами.Интерфероны видоспецифичны, обнаруживаютсяв повышенных количествах в сывороткекрови, моче, местах размножения прибольшинстве вирусных инфекций.

Вмеханизме действия важ­ное значениепринадлежит функциональным изменениямв рибосомах, которые становятсянеспособными к вирусной репли­кации.

Выделены и изученыдва типа интерферонов. К первому типуотносятся альфа- и бета-интерфероны, ковторому — гамма-интерферон. Интерфероныпервого типа характеризуютсяпротиво­вирусным и антипролиферативнымдействиями. Бета-интерферон подавляетразвитие внутриклеточных микобактерий,возбудителей токсоплазмоза, некоторыхдругих заболеваний, а также пролифе­рациюопухолевых клеток.

Гамма-интерфероннаряду с противовирусной активностьюучаствует в регуляции иммунного ответа,усиливает антителогенез, цитотоксическоевлияние макрофагов и естественныхкилле­ров как в отношении бактерий,так и опухолевых клеток.

Системализоцима.Лизоцим представляет собой фер­ментиз группы гликозидаз. Он секретируетсяпостоянно, выявля­ется во всех органахи тканях. Бактерицидная активностьпроявля­ется в катализе разрывабета-глюкозидной связи мураминовойкислоты (отсюда второе название —мурамидаза) и ацетилглюкозаминаполиаминосахаридов бактериальнойстенки.

Поскольку уграмположительных бактерий стенкапредставле­на одним слоем мукополисахарида,то лизоцим по отношению к ним проявляетсамостоятельную бактерицидную активность.В от­ношении грамотрицательныхбактерий он действует совместно скомплементом цитолитически, проникаячерез поврежденную им клеточную стенкубактерий к объектам гидролиза.

Системапропердина.Пропердин (от лат. perdere— разрушать) — белок сыворотки кровиглобулинового типа, облада­ющийбактерицидными свойствами. С его помощьюбыл обнару­жен альтернативный механизмактивации комплемента. Он состо­итиз четырех идентичных субъединиц,соединенных друг с дру­гом нековалентнымисвязями, и углеводов (9,8 %).

Этот гликопротеидс молекулярной массой 220 кДа существуетв двух формах: нативной и активированной.Нативный пропердин может связыватьсяс образовавшей комплекс С3/С5-конвертазойальтер­нативного механизма активациикомплемента.

Его роль заключа­ется вуменьшении скорости распада конвертазы,чем усиливает­ся активация поальтернативному пути.

Пропердин активенв комплексе с другими факторами,содер­жащимися в крови. Системапропердина состоит из пропердина(гамма-глобулин), компонентов комплемента(C1,С2,С3,С4 )и ионов магния.

Система пропердинапроявляет бактерицидность по отноше­ниюко многим патогенным и условно-патогенныммикроорга­низмам. Под ее влияниеминактивируются вирусы гриппа, герпеса,грамотрицательные бактерии.

Уровеньпропердина в крови животных отражаетсостояние их резистентности,чувствитель­ность к инфекционнымзаболеваниям.

Выявлено снижениеего содержанияу облученных животных, больныхтуберкулезом, при стрептококковойинфекции.

Неспецифическиемеханизмы защиты предупреждаютболез­нетворное действие попавшегово внутреннюю среду чужеродного фактора,стремятся к элиминации патогенногосубстрата без су­щественных измененийв состоянии организма. Через системумакрофагов они включают Т- и В-системыиммунитета, обеспечи­вающие развитиеантигенспецифических реакций.

Источник: https://studfile.net/preview/5710919/

Medic-studio
Добавить комментарий