Неспецифические и специфические факторы защиты организма.

Защита организма от антигенов осуществляется двумя группами факторов:

1. Факторами, обеспечивающими неспецифическую резистентность (устойчивость) организма к антигенам независимо от их происхождения.

2. Специфическими факторами иммунитета, которые направлены против конкретных антигенов.

К факторам неспецифической резистентности относятся:

1. механические

2. физико-химические

3. иммунобиологические барьеры.

1) Механические барьеры, создаваемые кожей и слизистыми оболочками, механически защищают организм от проникновения в него антигенов (бактерий, вирусов, макромолекул). Эту же роль выполняют слизь и реснитчатый эпителий верхних дыхательных путей (освобождающие слизистые оболочки от попавших на них инородных частичек).

2) Физико-химическим барьером, разрушающим попадающие в организм антигены, являются ферменты, хлористоводородная (соляная) кислота желудочного сока, альдегиды и жирные кислоты потовых и сальных желез кожи. На чистой и неповреждённой коже мало микробов, т.к. потовые и сальные железы постоянно выделяют на поверхности кожи вещества, обладающие бактерицидным действием (уксусная, муравьиная, молочная кислота).

Желудок – барьер для проникающих перорально бактерий, вирусов, антигенов, т.к. они инактивируются и разрушают под влиянием кислого содержимого желудка (pH 1,5-2,5) и ферментов. В кишечнике факторами служат ферменты, бактериоцины, образуемые нормальной микрофлорой кишечника, а также трипсин, панкреатин, липаза, амилаза и желчь.

3) Иммунобиологическую защиту осуществляют фагоцитирующие клетки, поглощающие и переваривающие микрочастицы с антигенными свойствами, а также система комплемента, интерферон, защитные белки крови.

I. Фагоцитоз открытый и изученный И.И. Мечниковым, является одним из основных мощных факторов, обеспечивающих резистентность организма, защиту от чужеродных и инородных веществ, в том числе микробов.

К фагоцитирующим клеткам И.И. Мечников отнес макрофаги и микрофаги.

В настоящее время существует единая мононуклеарная фагоцитирующая система .

В неё входят:

1. тканевые макрофаги (альвеолярные, перитонеальные и др.)

2. клетки Лангерганса (белые отростчатые эпидермоциты) и Гранштейна (эпидермоциты кожи)

3. клетки Купфера (звездчатые ретикулоэндотелиоциты).

4. эпителиодные клетки.

5. нейтрофилы и эозинофилы крови и др.

Процесс фагоцитоза имеет несколько стадий :

1) приближение фагоцита к объекту (хемотаксис)

2) адсорбция объекта на поверхности фагоцита

3) поглощение объекта

4) переваривание объекта.

Поглощение фагоцитируемого объекта (микроб, антигены, макромолекулы) осуществляется путём инвагинации клеточной мембраны с образованием в цитоплазме фагосомы, содержащей объект. Затем происходит слияние фагосомы с лизосомой клетки с образованием фаголизосомы, в которой объект переваривается с помощью ферментов.

В том случае, если проходят все стадии и процесс заканчивается перевариванием микробов, фагоцитоз называется завершенным .

Если же поглощенные микробы не погибают, а иногда даже размножаются в фагоцитах, то такой фагоцитоз называется незавершенным .

Активность фагоцитов характеризуется:

1. Фагоцитарные показатели оцениваются по числу бактерий, поглощенных или переваренных одним фагоцитом в единицу времени.

2. Опсонофагоцитарный индекс представляет собой отношение фагоцитарных показателей, полученных с сывороткой, содержащей опсонины, и контролем.

II. Гуморальные факторы защиты:

1) Тромбоциты– гуморальные факторы защиты играют важную роль в иммунитете, выделяя биологически активные вещества

(гистамин, лизоцим, лизины, Лейкины, простагландины и др.), которые участвуют в процессах иммунитета и воспаления.

2) Система комплемента – сложный комплекс белков сыворотки крови, находящийся обычно в неактивном состоянии и

активирующийся при образовании комплекса «антиген-антитело».

Функции комплемента многообразны, он является составной частью многих иммунологических реакций, направленных на освобождение организма от микробов и других чужеродных клеток и антигенов.

3) Лизоцим – протеолитический фермент, который синтезируется макрофагами, нейтрофилами и другими фагоцитирующими клетками. Фермент содержится в крови, лимфе, слезах, молоке,

сперме, на слизистых оболочках урогенитального тракта, дыхательных путей и ЖКТ. Лизоцим разрушает клеточную стенку бактерий, что приводит к их лизису и способствует фагоцитозу.

4) Интерферон – белок, который синтезируется клетками иммунной системы и соединительной ткани.

Различают три его вида:

Интерфероны синтезируются клетками постоянно. Их продукция резко возрастает при инфицировании организма вирусами, а также

при воздействии индукторов интерферона (интерфероногенов).

Интерферон широко применяется как профилактическое и лечебное средство при вирусных инфекциях, новообразованиях и иммунодефицитах.

5) Защитные белки сыворотки крови – это белки острой фазы, опсонины, пропердин, b-лизин, фибронектин.

К белкам острой фазы относятся:

a) С – реактивный

b) Пропердин - глобулин нормальной сыворотки крови, который способствует активации комплемента и таким образом участвует во многих иммунологических реакциях.

c) Фибронектин – универсальный белок плазмы крови и тканевых жидкостей, синтезирует макрофаги и обеспечивающий опсонизацию антигенов и связывание клеток с чужеродными веществами.

d) лизин – белки сыворотки крови, которые синтезируются тромбоцитами и повреждают цитоплазматическую мембрану бактерий.

Специфическая защита, направленная против конкретного антигена, осуществляется комплексом специальных форм реагирования иммунной системы:

1. антителообразованием

2. иммунный фагоцитоз

3. киллерная функция лимфоцитов

4. аллергические реакции, протекающие в виде гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ) и

гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ)

5. иммунологическая память

6. иммунологическая толерантность.

Между факторами неспецифической резистентности и специфическими иммунными реакциями существуют тесная связь и взаимодействие.

Литература:

1. Воробьёв А.А.

Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Издательство: МИА, 2011.

2. Алешукина А.В.

Медицинская микробиология: Учебное пособие. – Ростов н\д: Феникс, 2010

3. Черкес Ф.К., Богоявленская Л.Б.. Бельская Н.А.

Микробиология / Под ред. Ф.К. Черкес – 2-е изд., стереотипное. – М.: ООО «Издательский дом Альянс», 2011. – 512 с.: ил.

Введение

Защитные свойства кожи и слизистой оболочки

Фагоцитоз

Гуморальные факторы неспецифической защиты

Заключение

Список литературы

Введение

Организм здорового человека защищается от болезнетворных агентов с помощью различных физиологических механизмов. К защитным приспособлениям относятся в первую очередь механические (кожа, слизистые оболочки) и химические (кислая среда желудка, жирные кислоты в составе пота, лизоцим в составе слезной жидкости и слюны) барьеры.

Во внутренней среде организма присутствуют клетки и молекулы, которые специализируются на защитной функции. Часть из них являются механизмами врожденного иммунитета, которые присутствуют в организме еще до встречи с каким-либо болезнетворным организмом или чужеродной молекулой. Их называют факторами неспецифической защиты, потому что их защитные функции лишены избирательности. К ним относятся фагоцитирующие клетки крови и тканей, а также класс лимфоцитов, получивший название киллеров. Неспецифическую защиту организма обеспечивают также многочисленные молекулы, продуцируемые и секретируемые лимфоцитами, клетками печени (белки системы комплемента, цитокины).

Внутренняя среда организма защищена от проникающих в нее чужеродных макромолекул механизмами иммунного ответа, которые представляют специфическую защиту и приобретаются организмом после контакта с чужеродным веществом - антигеном. Действие этих механизмов строго избирательно и распространяется только на конкретный антиген, который индуцировал иммунный ответ. Реализация иммунного ответа является функцией высокоспециализированной иммунной системы организма.

Защитные свойства кожи и слизистой оболочки

Неспецифическими факторами защиты являются врожденные внутренние механизмы поддержания генетического постоянства организма, которые обладают противомикробным действием. Именно неспецифические механизмы вступают в качестве первого защитного барьера на пути внедрения инфекционного агента.

Для большинства микроорганизмов неповрежденная кожа и слизистые оболочки являются барьером, препятствующим проникновению внутрь организма. Отторжение верхних слоев эпидермиса, секреты сальных и потовых желез способствуют удалению микробов с поверхности кожи и слизистых оболочек. Однако кожа представляет собой не только механический барьер, но также обладает бактерицидными свойствами, связанными с наличием на их поверхности секретов, содержащих лизоцим, секреторные IgA и IgM, гликопротеины. Важнейшее значение имеет IgA, который блокирует связывающие участки на поверхности бактерий и таким образом создаёт препятствие для прикрепления бактерий к специфическим рецепторам на поверхности эпителиальных клеток. Наличие жирных кислот на поверхности кожи создаёт низкий рH. Потовые железы вырабатывают молочную кислоту, которая препятствует жизнедеятельности многих микроорганизмов. В дыхательных путях механическая защита осуществляется с помощью мерцательного эпителия. Движение ресничек эпителия верхних дыхательных путей постоянно передвигает пленку слизи вместе с микроорганизмами по направлению к ротовой полости и носовым ходам. Кашель и чиханье способствуют удалению микробов. В состав желудочного сока входит соляная кислота, которая оказывает бактерицидное действие. Нормальная микрофлора кишечника содержит бифидумбактерии, лактобактерии, кишечную палочку, которые губительно действуют на патогенные бактерии, попадающие в пищеварительный тракт.

Если микроорганизмы преодолевают кожный и слизистый барьеры, то защитную функцию начинают выполнять лимфатические узлы. В них и инфицированном участке ткани развивается воспаление - важнейшая приспособительная реакция, направленная на ограниченное действие повреждающих факторов. В зоне воспаления происходит фиксация микробов образовавшимися нитями фибрина. В воспалительном процессе кроме свертывающей и фибринолитической систем принимают участие система комплемента, а также эндогенные медиаторы (простогландиды, вазоактивные амины и др.). В дальнейшем в освобождении организма от микробов и других чужеродных факторов активное участие принимает фагоцитоз (клеточные факторы защиты).

Фагоцитоз

Процесс фагоцитоза - поглощение инородного вещества клетками-фагоцитами. Фагоцитарной активностью обладают ретикулярные и эндотелиальные клетки лимфоузлов, селезенки, костного мозга, купферовские клетки печени, гистиоциты, моноциты, полибласты, нейтрофилы, эозинофилы, базофилы. Фагоциты удаляют из организма отмирающие клетки, поглощают и инактивируют микробы, вирусы, грибы; синтезируют биологически активные вещества (лизоцим, комплемент, интерферон); участвуют в регуляции иммунной системы.

Механизм фагоцитоза включает следующие этапы:

) активация фагоцита и его приближение к объекту (хемотаксис);

) стадия адгезии - прилипание фагоцита к объекту;

) образование фаголизосомы и переваривание объекта с помощью ферментов.

Активность фагоцитоза связана с наличием в сыворотке крови опсонинов. Опсонины - белки нормальной сыворотки крови, вступающие в соединение с микробами, благодаря чему они становятся более доступными фагоцитозу.

Фагоцитоз, при котором происходит гибель фагоцитированного микроба, называют завершенным. Однако в ряде случаев микробы, находящиеся внутри фагоцитов, не погибают, а иногда даже размножаются. Такой фагоцитоз называют незавершенным. Макрофаги кроме фагоцитоза выполняют регуляторные и эффекторные функции, кооперативно взаимодействуя с лимфоцитами в ходе специфического иммунного ответа.

защита организм противомикробный фагоцитоз

Гуморальные факторы неспецифической защиты

К основным гуморальным факторам неспецифической защиты организма относят - лизоцим, интерферон, систему комплемента, пропердин, лизины, лактоферрин.

Лизоцим относится к лизосомальным ферментам, содержится в слезах, слюне, носовой слизи, секрете слизистых оболочек, сыворотке крови. Он обладает свойством лизировать живые и убитые микроорганизмы.

Интерфероны - белки, обладающие противовирусным, противоопухолевым, иммуномодулирующим действием. Интерферон действует посредством регуляции синтеза нуклеиновых кислот и белков, активируя синтез ферментов и ингибиторов, блокирующих трансляцию вирусных и - РНК.

К неспецифическим гуморальным факторам относят систему комплемента (сложный белковый комплекс, постоянно присутствует в крови и является важным фактором иммунитета). Система комплемента состоит из 20-ти взаимодействующих белковых компонентов, которые могут активироваться без участия антител, образовывать мембраноатакующий комплекс с последующей атакой мембраны чужеродной бактериальной клетки, приводящей к ее разрушению. Цитотоксическая функция комплемента в этом случае активируется непосредственно чужеродным внедрившимся микроорганизмом.

Пропердин принимает участие в разрушении микробной клетки, нейтрализации вирусов и играет значительную роль в неспецифической активации комплемента.

Лизины - белки сыворотки крови, обладающие способностью лизировать некоторые бактерии.

Лактоферрин является фактором местного иммунитета, защищающий от микробов эпителиальные покровы.

Заключение

Неспецифическая защита организма от возбудителей инфекций включает разнообразные механизмы и факторы. Они выступают в качестве первого барьера на пути внедрения возбудителей. К важнейшим формам неспецифической защиты организма относят барьерную функцию и бактерицидные факторы кожи, слизистых оболочек, фагоцитоз микроорганизмов, гуморальные бактерицидные и бактериостатические

К главным факторам, снижающим защитные силы организма, относят алкоголизм, курение, наркотики, психоэмоциональные стрессы, гиподинамию, дефицит сна, избыточную массу тела. Восприимчивость человека к инфекции зависит от его индивидуальных биологических особенностей, от влияния наследственности, от особенностей конституции человека, от состояния его обмена веществ, от нейроэндокринной регуляции функций жизнеобеспечения и их функциональных резервов; от характера питания, витаминного обеспечения организма, от климатических факторов и сезона года, от загрязнения окружающей среды, условий его жизни и деятельности, от того образа жизни, который ведет человек.

Список литературы

1.Емцев В. Т., Мишустин Е. П. Микробиология. М., 2006.

Нетрусов, А.И., Котова И.Б.. Общая микробиология: 2007.

Львова Д.К.. Медицинская вирусология, 2008.

Неспецифические факторы защиты

Выделяют механический, химический и физиологический механизмы действия факторов неспецифической защиты макроорганизма.

Механическая защита осуществляет барьерную функцию неповрежденной слизистой оболочки путем смывания микроорганизмов слюной, очищения слизистой оболочки в процессе еды, адгезии на клетках слущенного эпителия. Слюна, кроме того что смывает микроорганизмы, действует и бактерицидно, благодаря наличию в ней биологически активных веществ. Химические и физиологические механизмы защиты. Ли-зоцим (фермент ацетилмурамидаза) - муколитический фермент. Он обнаружен во всех секреторных жидкостях, но в наибольшем количестве в слезной жидкости, слюне, мокроте. Лизоцим лизирует оболочку некоторых микроорганизмов, в первую очередь грамположительных. Кроме того, он стимулирует фагоцитарную активность лейкоцитов, участвует в регенерации биологических тканей. Естественным ингибитором лизоцима является гепарин. Лизоцим чувствителен к действию кислот, оснований и ультрафиолетовых лучей. Защитная роль ферментов слюны может проявляться в нарушении способности микроорганизмов фиксироваться (прилипать) на поверхности слизистой оболочки рта или поверхности зуба. Ферменты слюны, воздействуя на декстра-ны, находящиеся на поверхности клеток кариесогенного штамма S. mutans, и разрушая его, лишают микроорганизмы способности к фиксации и, тем самым, предупреждают возникновение кариеса зуба. В смешанной слюне человека определяется более 60 ферментов, действие которых многообразно. Наибольшей активностью обладают ферменты, расщепляющие белки, нуклеиновые кислоты и углеводы (протеазы и гликолитические).
Бета-лизины - бактерицидные факторы, проявляющие наибольшую активность в отношении анаэробных и споро-образующих аэробных микроорганизмов. Комплемент - полимолекулярная система сывороточных белков. Биологическая функция комплемента заключается в усилении фагоцитоза. Комплемент участвует в опсо-низации бактерий, вирусов, а также в развитии воспаления. Фагоцитоз - филогенетически наиболее древняя форма неспецифической защитной реакции организма, открытая И. И. Мечниковым. В смешанной слюне человека всегда обнаруживаются лейкоциты, лимфоциты, попадающие в полость рта через эпителий десневых карманов. Ведущую роль в фагоцитозе играют нейтрофильные гранулоциты и макрофаги. Они захватывают микроорганизмы и другие клетки и частицы и переваривают их в лизосомах с помощью ферментов - протеазы, пептидазы, нуклеазы, фосфатазы, липазы, карбоксилазы и др. Кроме этого, нейтрофильные фагоциты выделяют протеолитические ферменты типа коллагеназы, эластазы, катепсинов D и Е, участвуют в резорбции рубцовых изменений слизистой оболочки, фиксации иммунных комплексов на базальных мембранах капилляров.

Одним из мощных факторов резистентности является фагоцитоз. И. И. Мечников установил, что фагоцитарными свойствами обладают зернистые лейкоциты крови и лимфы, главным образом поли-морфноядерные нейтрофилы (микрофаги), а также моноциты и различные клетки ретикулоэндотели-альной системы, которые он назвал макрофагами. В настоящее время под макрофагами понимают клетки, которые обладают высокой фагоцитарной активностью. Они различаются по форме и разме­рам, в зависимости от тканей, где они обнаруживаются. По классификации ВОЗ (1972г.) все макрофа­ги объединены в систему мононуклеарных фагоцитов (табл. 6).

Таблица 6 Система мононуклеарных фагоцитов (СМФ)

К этой системе относятся клетки, которые имеют костномозговое происхождение, обладают актив­ной подвижностью, способны осуществлять фагоцитоз и прилипают к стеклу. Образование макрофа­гов происходит через следующие этапы: стволовая клетка -> монобласт -> промоноцит -> моноцит костного мозга -> моноцит периферической крови -> тканевой макрофаг. В кровь из костного мозга клетки поступают на стадии промоноцитов и моноцитов и циркулируют в ней около 36 ч.

Процесс фагоцитоза складывается из следующих этапов: продвижение фагоцита к объекту фагоци­тоза, например к бактериальной клетке; прилипание бактерии к фагоциту; поглощение бактериальной клетки; исход фагоцитоза. Энергия, необходимая для поглощения макрофагами чужеродных частиц,

Рис. 60. Незавершенный фагоцитоз Neisseria gonorrhoeae.

обеспечивается благодаря гликолизу. Агенты, угнетающие гликолиз, резко подавляют фагоцитоз. Возможны три исхода фагоцитоза: 1)пол-ное внутриклеточное переваривание микробных клеток - завершен­ный фагоцитоз; 2)приживление и активное размножение бактерий внутри фагоцита - незавершенный фагоцитоз (рис. 60); 3)выталкива-ние микробов из фагоцитов обратно в окружающую среду. Незавер­шенный фагоцитоз часто наблюдается при вяло и длительно протека­ющих инфекционных болезнях и служит одной из причин хрониосепсиса. Еще И. И. Мечниковым было установлено, что во время фагоцитоза происходит резкий сдвиг рН внутри фагоцита в кислую сторону, вероятно, вследствие гликолиза. Предполагалось, что ацидоз и является непосредственной причиной гибели фагоцитирован­ных микробов, а их переваривание осуществляется под влиянием ферментов цитоплазмы. Однако в последующем было установлено, что механизм уничтожения фагоцитированных бактерий (бактерицид­ного действия фагоцитов) заключается в следующем. В процессе фагоцитоза происходит «дыхательный», или «окислительный», взрыв, который приводит к образованию активных форм кислорода: супероксидного аниона (0 2 ~), перекиси водорода (Н 2 0 2) и радикала гидроксила (ОН -), которые и обусловливают бактерицидный эффект. Убитые клетки далее подвергаются действию ферментов лизосом.

Макрофагам принадлежит исключительно важная роль в обеспечении защитных реакций. Основ­ные функции, посредством которых они выполняют эту роль, могут быть разделены на четыре типа:

Хемотаксис.

Фагоцитоз.

Секреция биологически активных соединений.

Переработка антигена (процессинг) и представление его с участием белков МНС классаП иммунокомпетентным клеткам, принимающим участие в формировании иммунного ответа (кратко - процессинг и представление антигена).

Таким образом, фагоцитоз - это не просто уничтожение чужеродного объекта, но и представле­ние антигена для запуска цепи иммунных реакций, приводящих к формированию иммунитета. Функция фагоцитоза является центральной, поскольку она запускает секрецию обширного круга биологически активных веществ широкого спектра действия, в том числе медиаторов иммунного ответа, реакции воспаления, а также обеспечивает процессинг и представление антигена. Для осуществления своих функций макрофаги подвергаются активации. Она представляет собой серию взаимосвязанных структурных и биохимических изменений, результатом которых является повыше­ние активности макрофагов, в частности, готовность их к осуществлению «окислительного» взрыва и мобилизации других функций. Активированные макрофаги синтезируют и секретируют целый комплекс биологически активных соединений (более 50), не имея себе равных среди других типов клеток организма. Среди секретируемых макрофагами веществ особенно важную роль играют про-стагландины (от англ. prostate gland - предстательная железа, из ткани которой они были впервые выделены) - продукты превращения С 2 о-три-, Сго-тетра- и Сго-пентаеновых жирных кислот, входя­щих в состав внутриклеточных фосфоацилглицеролов. Фагоцитоз стимулирует синтез и секрецию различных простагландинов: ПГ-Е1, ПГ-Е2, ПГ-Ф2а, в меньшем количестве ПГ-Д2 и пр. Наиболее активным является ПГ-Е2. Секретируемые макрофагами продукты, особенно простагландины, с одной стороны, выступают в роли медиаторов воспаления и иммунного ответа, а с другой - контролируют активность самих макрофагов по типу положительной и отрицательной обратной связи, благодаря чему осуществляется тонкая саморегуляция системы макрофагов. Макрофаги син­тезируют также некоторые компоненты системы комплемента: Clq, С2, СЗ, С4, С5, факторы В, D, F, ингибиторы - факторы1, Н; CI-инактиватор. Следовательно, между макрофагами и системой комплемента существует взаимосвязь и взаимодействие.

Принято различать следующие формы макрофагов:

резидентные макрофаги - популяция макрофагов в определенных анатомических областях без какой-либо индукции (еще не активированные);

макрофаги воспалительного экссудата - клетки из пула моноцитов крови, мобилизованные (рекрутированные) к очагу воспаления;

индуцированные макрофаги - клетки, мобилизованные под влиянием экспериментального воз­действия с целью изучения фагоцитарных свойств;

активированные макрофаги - клетки, готовые в полной мере осуществлять свои функции в иммунном процессе.

Получены данные о том, что макрофаги в различных тканях различаются по своим функциям, т. е., подобно Т- и В-лимфоцитам, макрофаги могут подразделяться на отдельные субпопуляции. Гетероген­ность мононуклеарных фагоцитов, вероятно, обусловлена наличием различных клеток-предшественни­ков, которые изначально существенно различаются по своим функциональным свойствам, в том числе по способности секретировать различные биологически активные соединения, иными словами, по своим регуляторным и эффекторным свойствам.

Условно различают два пути стимулирования макрофагов: один опосредуется факторами иммунно­го ответа - антителами, лимфокинами, комплементом, другой - микробными и другими факторами. Макрофаги не сразу достигают полной активации, при которой способны в полной мере осуществить свои функции (цитопатогенные свойства). Вначале моноциты крови рекрутируются в зону воспаления, где они приобретают готовность к цитотоксическому действию. Такие макрофаги называют примиро-ванными. Факторами их активации служат интерфероны, лимфокины. Примированные макрофаги уже готовы выполнять свои функции, но еще не реализуют цитотоксический эффект. Для реализации последнего необходима дополнительная стимуляция, которую осуществляют интерферон, другие лим­фокины, а также липополисахариды и прочие антигены.

Активация макрофагов осуществляется с помощью имеющегося на их цитоплазматической мембра­не большого количества рецепторов для разных стимуляторов. Активированные макрофаги увеличиваются в размерах, обогащаются лизосомами, у них возрастают адгезивные свойства, повышается проницаемость мембран лизосом. Одним из характерных признаков активированных макрофагов явля­ется их способность синтезировать фактор некроза опухолей (ФНО).

К числу многообразных функций макрофагов следует отнести их способность регулировать рост и пролиферацию нормальных и трансформируемых клеток. Проявление рострегулирующей функции зави­сит от степени активации макрофагов, спектров секретируемых ими продуктов и ряда других условий.

Система макрофагов - один из главных защитных механизмов не только естественной резистент­ности (видового иммунитета), но и приобретенного иммунитета. Подвергая процессингу антиген и представляя его другим иммунокомпетентным клеткам, макрофаги индуцируют синтез специфических антител и клеток иммунной памяти. Синтезированные антитела, взаимодействуя с данным антигеном, делают его более доступным и для системы комплемента, и для самих макрофагов. Их фагоцитоз становится более эффективным, антигенспецифичным; активность макрофагов стимулируется антите­лами против определенного возбудителя, и видовой иммунитет дополняется приобретенным.

Факторы неспецифической резистентности (защиты), которые обеспечивают неселективный характер ответа на антиген и являются наиболее стабильной формой невосприимчивости, обусловлены врожденными биологическими особенностями вида. Они реагируют на чужеродный агент стереотипно и независимо от его природы. Основные механизмы неспецифической защиты формируются под контролем генома в процессе развития организма и связаны с естественно-физиологическими реакциями широкого спектра - механическими, химическими и биологическими.

Среди факторов неспецифической резистентности выделяют:

ареактивность клеток макроорганизма к патогенным микроорганизмам и токсинам, обусловленную генотипом и связанную с отсутствием на поверхности таких клеток рецепторов для адгезии патогенного агента;

барьерную функцию кожи и слизистых оболочек, которая обеспечивается отторжением клеток эпителия кожи и активными движениями ресничек мерцательного эпителия слизистых оболочек. Кроме того, она обусловлена выделением экзосекретов потовых и сальных желез кожи, специфических ингибиторов, лизоцима, кислой средой желудочного содержимого и другими агентами. Биологические факторы защиты на этом уровне обусловлены губительным воздействием нормальной микрофлоры кожи и слизистых покровов на патогенные микроорганизмы;

температурную реакцию, при которой прекращается размножение большинства патогенных бактерий. Так, например, устойчивость кур к возбудителю сибирской язвы (В. anthracis) обусловлена тем, что температура их тела находится в пределах 41-42 °С, при которой бактерии не способны к самовоспроизводству;

клеточные и гуморальные факторы организма.

В случае проникновения патогенов в организм включаются гуморальные факторы, к которым относятся белки системы комплемента, пропердин, лизины, фибронектин, система цитокинов (интерлейкины, интерфероны и др.). Развиваются сосудистые реакции в виде быстрого локального отека в очаге повреждения, что задерживает микроорганизмы и не пропускает их во внутреннюю среду. В крови появляются белки острой фазы - С-реактивный протеин и маннансвязывающий лектин, которые обладают способностью взаимодействовать с бактериями и другими возбудителями. В этом случае усиливаются их захват и поглощение фагоцитирующими клетками, т. е. происходит опсонизация патогенов, а эти гуморальные факторы играют роль опсонинов.

К клеточным факторам неспецифической защиты относятся тучные клетки, лейкоциты, макрофаги, естественные (натуральные) киллерные клетки (NK-клетки, от англ. «natural killer»).

Тучные клетки - это большие тканевые клетки, в которых находятся цитоплазматические гранулы, содержащие гепарин и биологически активные вещества типа гистамина, серотонина. При дегрануляции тучные клетки выделяют особые вещества, являющиеся медиаторами воспалительных процессов (лейкотриены и ряд цитокинов). Медиаторы повышают проницаемость сосудистых стенок, что позволяет комплементу и клеткам выходить в ткани очага поражения. Все это сдерживает проникновение патогенов во внутреннюю среду организма. NK-клетки представляют собой крупные лимфоциты, не имеющие маркеров Т- или В-клеток и способные спонтанно, без предварительного контакта убивать опухолевые и вирусинфицированные клетки. В периферической крови на их долю приходится до 10 % от всех мононуклеарных клеток. NK-клетки локализованы главным образом в печени, красной пульпе селезенки, слизистых оболочках.

Фагоцитоз - биологическое явление, основанное на узнавании, захвате, поглощении и переработке чужеродных веществ эукариотической клеткой. Объектами для фагоцитоза являются микроорганизмы, собственные отмирающие клетки организма, синтетические частицы и др. Фагоцитами являются полиморфно-ядерные лейкоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы), моноциты и фиксированные макрофаги - альвеолярные, перитонеальные, купферовские клетки, дендритные клетки селезенки и лимфатических узлов, клетки Лангерганса и др.

В процессе фагоцитоза (от греч. phago - пожираю, cytos - клетки) различают несколько стадий (рис. 15.1)

Приближение фагоцита к чужеродному корпускулярному объекту (клетке); хемотаксис

Адсорбция объекта на поверхности фагоцита; адгезия

поглощение объекта;

Разрушение фагоцитированного объекта. переваривание

Первая фаза фагоцитоза осуществляется за счет положительного хемотаксиса.

Адсорбция происходит путем связывания чужеродного объекта рецепторами фагоцита.

Третья фаза осуществляется следующим образом.

Фагоцит обхватывает адсорбированный объект своей наружной мембраной и втягивает (инвагинирует) его внутрь клетки. Здесь образуется фагосома, которая затем сливается с лизосомами фагоцита. Формируется фаголизосома. Лизосомы представляют собой специфические гранулы, содержащие бактерицидные ферменты (лизоцим, кислые гидролазы и др.).

Специальные ферменты участвуют в образовании активных свободных радикалов О 2 и Н 2 О 2 .

На заключительном этапе фагоцитоза происходит лизис поглощенных объектов до низкомолекулярных соединений.

Такой фагоцитоз протекает без участия специфических гуморальных факторов защиты и получил название доиммунного (первичного) фагоцитоза. Именно этот вариант фагоцитоза впервые описан И. И. Мечниковым (1883) как фактор неспецифической защиты организма.

Результатом фагоцитоза является либо гибель чужеродных клеток (завершенный фагоцитоз), либо выживание и размножение захваченных клеток (незавершенный фагоцитоз). Незавершенный фагоцитоз представляет собой один из механизмов длительной персистенции (переживания) патогенных агентов в макроорганизме и хронизации инфекционных процессов. Такой фагоцитоз чаще протекает в нейтрофилах и завершается их гибелью. Незавершенный фагоцитоз выявлен при туберкулезе, бруцеллезе, гонорее, иерсиниозах и других инфекционных процессах.

Повышение скорости и эффективности фагоцитарной реакции возможно при участии неспецифических и специфических гуморальных белков, которые получили название опсонинов. К ним относят белки системы комплемента СЗb и С4b, белки острой фазы, IgG, IgM и др. Опсонины имеют химическое сродство к некоторым компонентам клеточной стенки микроорганизмов, связываются с ними, а затем такие комплексы легко фагоцитируются потому, что фагоциты имеют специальные рецепторы для молекул опсонинов. Кооперация различных опсонинов сыворотки крови и фагоцитов составляет опсонофагоцитарную систему организма. Оценку опсонической активности сыворотки крови проводят путем определения опсонического индекса или опсонофагоцитарного индекса, которые характеризуют влияние опсонинов на поглощение или лизис микроорганизмов фагоцитами. Фагоцитоз, в котором принимают участие специфические (IgG, IgM) белки-опсонины, называют иммунным.

Существуют механические, химические и биологические факторы, предохраняющие организм от вредных воздействий различных микроорганизмов.

Кожа . Неповрежденная кожа является барьером для проникновения микроорганизмов. При этом имеют значение механические факторы: отторжение эпителия и выделения сальных и потовых желез, которые способствуют удалению микроорганизмов с кожи.

Роль химических факторов защиты также выполняют выделения желез кожи (сальных и потовых). Они содержат жирные и молочные кислоты, обладающие бактерицидным (убивающим бактерии) действием.

Биологические факторы защиты обусловлены губительным воздействием нормальной микрофлоры кожи на патогенные микроорганизмы.

Слизистые оболочки разных органов являются одним из барьеров на пути проникновения микроорганизмов. В дыхательных путях механическая защита осуществляется с помощью мерцательного эпителия. Движение ресничек эпителия верхних дыхательных путей постоянно передвигает пленку слизи вместе с различными микроорганизмами по направлению к естественным отверстиям: ротовой полости и носовым ходам. Такое же воздействие на бактерий оказывают волоски носовых ходов. Кашель и чиханье способствуют удалению микроорганизмов, предотвращают их аспирацию (вдыхание).

В слезах, слюне, материнском молоке и других жидкостях организма содержится лизоцим. Он оказывает губительное (химическое) действие на микроорганизмы. Также влияет на микроорганизмы кислая среда желудочного содержимого.

Нормальная микрофлора слизистых оболочек, как фактор биологической защиты, является антагонистом патогенных микроорганизмов.

Контрольные вопросы

1. Что такое неспецифические факторы защиты?

2. Какие факторы препятствуют проникновению патогенных микроорганизмов через кожу и слизистые оболочки?

Воспаление - реакция макроорганизма на чужеродные частицы, проникающие в его внутреннюю среду. Одной из причин воспаления является внедрение в организм возбудителей инфекции. Развитие воспаления приводит к уничтожению микроорганизмов или освобождению от них.

Воспаление характеризуется нарушением циркуляции крови и лимфы в очаге поражения. Оно сопровождается повышением температуры, отеком, краснотой и болевыми ощущениями.

Клеточные факторы неспецифической защиты

Фагоцитоз

Одним из основных механизмов воспаления является фагоцитоз - процесс поглощения бактерий.

Явление фагоцитоза впервые описано И. И. Мечниковым. Он начал изучение фагоцитоза от одноклеточной амебы, для которой фагоцитоз является способом усвоения пищи. Проследив этот процесс на разных ступенях развития животного мира, И. И. Мечников завершил его открытием специализированных клеток человека, с помощью которых происходит уничтожение бактерий, рассасывание мертвых клеток, очагов кровоизлияний и т. д. Так было создано учение о фагоцитозе, которое и сегодня имеет огромное значение.

Фагоцитарной активностью обладают различные клетки организма (лейкоциты крови, эндотелиальные клетки кровеносных сосудов). Наиболее выражена эта активность у подвижных полиморфноядерных лейкоцитов, моноцитов крови и тканевых макрофагов, в меньшей степени - у клеток костного мозга. Все одноядерные фагоцитирующие клетки (и их костномозговые предшественники) объединены в систему мононуклеарных фагоцитов (СМФ).

Фагоцитирующие клетки имеют лизосомы, в которых находится более 25 различных гидролитических ферментов и белков, обладающих антибактериальными свойствами.

Стадии фагоцитоза . Этап 1 - приближение фагоцита к объекту за счет химического влияния последнего. Это движение называют положительным хемотаксисом (в сторону объекта).

Этап 2 - прилипание микроорганизмов к фагоцитам.

Этап 3 - поглощение микроорганизмов клеткой, образование фагосомы.

Этап 4 - образование фаголизосомы, куда поступают ферменты и бактерицидные белки, гибель и переваривание возбудителя.

Процесс, который заканчивается гибелью фагоцитированных микробов, называется завершенным фагоцитозом.

Однако некоторые микроорганизмы, находясь внутри фагоцитов, не погибают, а иногда даже размножаются в них. Это - гонококки, микобактерии туберкулеза, бруцеллы. Такое явление называют незавершенным фагоцитозом; при этом погибают фагоциты.

Как и другие физиологические функции, фагоцитоз зависит от состояния организма - регулирующей роли центральной нервной системы, питания, возраста.

Фагоцитарная деятельность лейкоцитов изменяется при многих и часто неинфекционных заболеваниях. Определяя ряд показателей фагоцитоза, можно установить течение болезни - выздоровление или ухудшение состояния больного, эффективность проводимого лечения и пр.

Для оценки функционального состояния фагоцитов чаще всего определяют поглотительную активность по двум тестам: 1) фагоцитарный показатель - процент фагоцитирующих клеток (число лейкоцитов с поглощенными микробами из 100 наблюдаемых); 2) фагоцитарное число - среднее количество поглощенных одним лейкоцитом микробов или других объектов фагоцитоза.

Бактерицидные возможности фагоцитов определяют по числу лизосом, активности внутриклеточных ферментов и другими методами.

Активность фагоцитоза связана с наличием в сыворотке крови антител - опсонинов. Эти антитела усиливают фагоцитоз, готовят поверхность клетки к поглощению ее фагоцитом.

Активность фагоцитоза в значительной степени определяет невосприимчивость организма к тому или иному возбудителю. При одних заболеваниях фагоцитоз является основным фактором защиты, при других - вспомогательным. Однако во всех случаях отсутствие фагоцитарной способности клеток резко ухудшает течение и прогноз заболевания.

Клеточная реактивность

Развитие инфекционного процесса и формирование иммунитета полностью зависят от первичной чувствительности клеток к возбудителю. Наследственный видовой иммунитет - пример отсутствия чувствительности клеток одного вида животных к микроорганизмам, патогенным для других. Механизм этого явления изучен недостаточно. Известно, что реактивность клеток меняется с возрастом и под влиянием различных факторов (физических, химических, биологических).

Контрольные вопросы

1. Что такое фагоцитоз?

2. Какие стадии фагоцитоза Вы знаете?

3. Что такое завершенный и незавершенный фагоцитоз?

Гуморальные факторы неспецифической защиты

Помимо фагоцитов, в крови находятся растворимые неспецифические вещества, губительно действующие на микроорганизмы. К ним относятся комплемент, пропердин, β-лизины, х-лизины, эритрин, лейкины, плакины, лизоцим и др.

Комплемент (от лат. complementum - дополнение) представляет собой сложную систему белковых фракций крови, обладающую способностью лизировать микроорганизмы и другие чужеродные клетки, например эритроциты. Различают несколько компонентов комплемента: С1, С2, С3 и т.

д. Комплемент разрушается при температуре 55° С в течение 30 мин. Это свойство называется термолабильностью. Он разрушается также при встряхивании, под влиянием УФ-лучей и т. п. Помимо сыворотки крови, комплемент обнаружен в различных жидкостях организма и в воспалительном экссудате, но отсутствует в передней камере глаза и спинномозговой жидкости.

Пропердин (от лат. properde - подготовлять) - группа компонентов нормальной сыворотки крови, активирующая комплемент в присутствии ионов магния. Он сходен с ферментами и играет важную роль в устойчивости организма к инфекции. Снижение уровня пропердина в сыворотке крови свидетельствует о недостаточной активности иммунных процессов. β-лизины - термостабильные (устойчивые к действию температуры) вещества сыворотки крови человека, обладающие антимикробным действием, в основном по отношению к грамположительным бактериям. Разрушаются при 63° С и под действием УФ-лучей.

Х-лизин - термостабильное вещество, выделенное из крови больных с высокой температурой. Обладает способностью без участия комплемента лизировать бактерии, главным образом грамотрицательные. Выдерживает нагревание до 70-100° С.

Эритрин выделен из эритроцитов животных. Оказывает бактериостатическое действие на возбудителей дифтерии и некоторые другие микроорганизмы.

Лейкины - бактерицидные вещества, выделенные из лейкоцитов. Термостабильны, разрушаются при 75-80° С. Обнаруживаются в крови в очень небольших количествах.

Плакины - сходные с лейкинами вещества, выделенные из тромбоцитов.

Лизоцим - фермент, разрушающий оболочку микробных клеток. Он содержится в слезах, слюне, жидкостях крови. Быстрое заживление ран конъюнктивы глаза, слизистых оболочек полости рта, носа объясняется в значительной степени наличием лизоцима.

Бактерицидными свойствами обладают также составные компоненты мочи, простатическая жидкость, экстракты различных тканей. В нормальной сыворотке содержится в небольшом количестве интерферон.

Контрольные вопросы

1. Что такое гуморальные факторы неспецифической защиты?

2. Какие гуморальные факторы неспецифической защиты Вы знаете?