Резистентность и реактивность, их роль в патологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Резистентность и реактивность, их роль в патологии

Введение

Под естественной резистентностью (от лат. resistio -- сопротивление) понимают устойчивость организма к неблагоприятным факторам внешней среды. Она базируется на механизмах защиты, сформировавшихся в процессе эволюции и закрепленных генетическим кодом. Поэтому существование животных каждого вида обусловлено средой их обитания. Вместе с тем окружающие организм условия постоянно меняются. Эти изменения улавливаются рецепторным аппаратом, анализируются и сопоставляются клетками центральной нервной системы с последующей передачей информации эффекторным органам. Возникает ответная реакция на раздражитель. Поэтому естественная резистентность неотделима от понятия реактивности.

Под реактивностью понимают способность организма отвечать изменениями жизнедеятельности на раздражения, поступающие из внешней и внутренней среды. Это свойство является одним из компонентов естественной устойчивости (резистентности) животных к влиянию неблагоприятных факторов, включая возбудителей инфекций и инвазий.

1. Резистентность

Резистентность как интегративная функция животного организма определяется состоянием барьерных приспособлений для защиты от вредных агентов и механизмами неспецифической и специфической защиты. Барьерные свойства организма определяются тканевыми структурами, препятствующими негативному воздействию механических, физических, химических и биологических факторов, проникновению их во внутреннюю среду. К таким структурам относится кожа с ее производными, слизистые оболочки и кости.

Кожа обладает барьерными свойствами благодаря многослойному эпителию и его производным (волосы, шерсть, перья, копыта, рога), наличию рецепторных образований, клеток макрофагальной системы, секрета, выделяемого железистым аппаратом.

Неповрежденная кожа здоровых животных оказывает сопротивление механическим, физическим, химическим факторам. Она представляет собой непреодолимый барьер для проникновения большинства патогенных микробов, препятствует проникновению возбудителей болезни не только механически. Она обладает способностью к самоочищению путем постоянного слущивания ороговевающих кератиноцитов, выделения секретов потовыми и сальными железами. Кроме того, кожа обладает бактерицидными свойствами по отношению ко многим микроорганизмам. Ее поверхность представляет собой среду, неблагоприятную для развития вирусов, бактерий, грибов. Это объясняется кислой реакцией, создаваемой выделяемыми секретами. На поверхности кожи рН 4,6. Чем ниже показатель рН, тем выше бактерицидность, так как ионы водорода и гидроксильной группы, подавляя активность ферментов, начинают более интенсивно действовать на микроорганизмы. Бактерицидными свойствами обладают ненасыщенные жирные кислоты, молочная кислота, ферменты, лизоцим, комплемент, другие биологически активные вещества кожи.

Большое значение придают аутомикрофлоре кожи. Видовой состав постоянной микрофлоры слагается из эпидермальных стафилококков (до 90 %), некоторых других бактерий и грибов. Постоянная аутомикрофлора способна выделять вещества, губительно действующие на антагонистов -- патогенных возбудителей. По видовому составу микрофлоры можно судить о степени сопротивляемости организма, снижении его резистентности.

Кожные покровы содержат клетки макрофагальной системы (клетки Лангерганса), способные к презентации микробных и иных антигенов Т-лимфоцитам, инициируя иммунный ответ. Недостаточность нормальной (постоянной) аутомикрофлоры приводит к ослаблению клеточных и гуморальных факторов защиты.

Барьерные свойства кожи зависят от общего состояния организма, определяемого полноценностью кормления, уходом за покровными тканями, характером эксплуатации. Известно, что истощенные телята легче заражаются микроспорией и трихофитией. Недостаточный уход за кожей вымени коров может привести к маститу. Плохо подогнанная сбруя способствует развитию у лошадей механических повреждений.

Слизистые оболочки ротовой полости, пищевода, желудочно-кишечного тракта, дыхательных и мочеполовых путей, покрытые эпителием, представляют собой барьер, препятствие для проникновения различных вредоносных агентов. Неповрежденная слизистая оболочка являет собой механическое препятствие для некоторых химических и инфекционных агентов. Благодаря наличию ресничек мерцательного эпителия с поверхности дыхательных путей выводятся во внешнюю среду инородные тела, микробы, в обилии попадающие с вдыхаемым воздухом.

Раздражение рецепторов афферентных нервных путей инородными телами, химическими соединениями, продуктами жизнедеятельности микроорганизмов сопровождается двигательными защитными реакциями в виде кашля, рвоты, диареи, что способствует освобождению слизистых оболочек от возможного патогена. Повреждение слизистой оболочки рта предупреждается Усиленным слюноотделением, повреждение конъюнктивы -- обильным отделением слёзной жидкости, повреждение слизистой оболочки носа -- серозным экссудатом.

Секреты желез слизистых оболочек обладают бактерицидными свойствами. В слюне, слёзной жидкости, секрете, отделяемом слизистой оболочкой дыхательных путей, находится лизоцим -- фермент мурамидаза, способный к лизису стафило- и стрептококков, сальмонелл, туберкулезных и многих других микроорганизмов.

Благодаря хлористоводородной кислоте желудочный сок подавляет размножение микрофлоры, но отдельные ее представители, как недавно установлено, заселяют клетки слизистой оболочки и желез желудка. К таким возбудителям относят Helicobacter pylori. Эти спиралевидные грамотрицательные бактерии обнаружены в слизистой оболочке желудка человека, кошек, собак, свиней, обезьян.

Защитную роль играет микрофлора, заселяющая слизистую оболочку кишечника, мочеполовых органов здоровых животных. Микробы-синергисты принимают участие в утилизации клетчатки (инфузории преджелудков жвачных), синтезе белка, витаминов. Основным представителем нормальной микрофлоры в толстом кишечнике является кишечная палочка (Escherichia coli). Она ферментирует глюкозу, лактозу, создает неблагоприятные условия для развития гнилостной микрофлоры. Снижение общей резистентности животных, особенно молодняка, превращает кишечную палочку в возбудителя колиинфекции.

Для защиты слизистых покровов, разделяющих внешнюю и внутреннюю для организма среду, созданы иммунологические механизмы, осуществляющие функцию первой защиты против природных антигенных структур. Активно функционируют альвеолярные макрофаги, предупреждая проникновение чужеродных антигенов. Кроме фагоцитирующих клеток на поверхности слизистых оболочек сконцентрированы секреторные иммуноглобулины, основу которых представляет иммуноглобулин класса А. Его концентрация в слюне составляет 0,07 г/л, в кишечнике --0,75, в молозиве -- 1,5 г/л, что значительно больше, чем содержание других иммуноглобулинов (IgM и IgG).

Иммуноглобулины, защищающие респираторную, пищеварительную, мочеполовую системы, препятствуют адгезии вирусов и бактерий к клеткам слизистой оболочки, нейтрализуют токсины и вирусы, предохраняют от восприятия антигенных стимулов. Иммуноглобулины классов А и G активируют фагоцитоз клетками макрофагальной системы, а иммуноглобулины класса Е защищают организм от паразитов -- простейших и гельминтов.

Костная ткань выполняет многообразные функции. Одна из них -- защита центральных нервных образований от механических повреждений. Позвонки предохраняют спинной мозг от травм, а кости черепа защищают головной мозг, подкорковые структуры. Ребра выполняют защитную функцию в отношении легких и сердца. Длинные трубчатые кости оберегают основной орган кроветворении я -- красный костный мозг.

Нарушения барьерной функции костной ткани в результате переломов, огнестрельных и иных ранений приводят к параличам, парезам, часто несовместимым с жизнью животных.

При неспособности внешних барьеров противостоять патогенности чужеродного фактора он поступает во внутренние среды (кровь, лимфа, ликвор) организма. Мобилизуются неспецифические (общие) механизмы защиты и специфические, направленные на борьбу против конкретного патогена.

Неспецифические факторы защиты. Неспецифические факторы защиты представляют собой компоненты эндогенного механизма, обеспечивающего генетически обусловленное постоянство внутренней среды. Это та первая линия обороны высокоразвитых организмов, которая предупреждает влияние патогенных факторов на их органы и системы. В нормальных условиях существования неспецифические факторы защиты препятствуют проникновению во внутреннюю среду чужеродных для него раздражителей, особенно биологического происхождения. С раннего постнатального периода организм животных заселяется симбионтной микрофлорой. Это обычные обитатели кишечника (кишечная палочка), кожи, слизистых оболочек. Устойчивое равновесие между макроорганизмом и микрофлорой во многом зависит от состояния неспецифических факторов защиты. Они формировались в процессе длительной эволюции. В борьбе с микромиром выживали животные с более совершенными механизмами противодействия повреждающим факторам, в том числе микробного происхождения.

В определенных условиях нормальные обитатели или заведомо патогенные возбудители преодолевают защитные механизмы, внедряются во внутреннюю среду. Отвечая на такую агрессию, организм включает специфические механизмы защиты (Т- и В-системы) против конкретного патогенного раздражителя. Мобилизация специфического иммунного ответа на антиген и; последующая активация борьбы за сохранение и восстановление гомеостаза осуществляются всеми компонентами неспецифических факторов защиты, где основное значение имеет фагоцитарная система. Несмотря на очевидную условность представлений о специфических и неспецифических факторах защиты, в целях лучшего понимания целесообразно их отдельное рассмотрение.

Фагоцитарная система. Центральное звено неспецифической защиты организма представлено двумя системами клеток -- мононуклеарной фагоцитирующей системой (МФС) и системой полиморфноядерных лейкоцитов (ПМЯЛ). Основная структурная единица МФС --макрофаги. К этим клеткам относятся активированные циркулирующие в крови моноциты, гистиоци-ты соединительной ткани, купферовские клетки печени, легочные, плевральные и перитонеальные макрофаги. Все эти разновидности клеток МФС образуются из стволовой клетки красного костного мозга, проходя стадии монобласта, промоноцита, моноцита. Активированные моноциты отличаются от неактивированных морфологически, функционально и метаболически. Три группы веществ участвуют в активации этих клеток. К первой относят иммуноглобулины, иммунные комплексы, компоненты комплемента системы; ко второй -- лимфокины, Продуцируемые активированными лимфоцитами; к третьей -- микроорганизмы, эндо- и экзотоксины, синтетические полипептиды и др.

Активированные макрофаги полифункциональны. Они участвуют в фагоцитозе, распознавании антигена и презентации его лимфоцитам, способствуют формированию очага воспаления, включаются в развитие трансплантационного и противоопухолевого иммунитета, вовлекаются в процессы регенерации и инволюции.

Макрофаги осуществляют бактерицидную активность благодаря фагоцитозу, образованию фагодизосом и перевариванию лизосомальными ферментами. Кроме того, они способны секретировать большое количество биологически активных веществ, обладающих цитотоксическими свойствами в отношении микробов и опухолевых клеток.

Для взаимодействия с другими клетками, участвующими в защите организма, макрофаги выделяют сигнальные молекулы -- цитокины.

Важное значение в МФС принадлежит бронхоальвеолярным и легочным макрофагам. Главным источником их пополнения служат моноциты крови. Фагоцитирующие клетки бронхолегочного аппарата играют основную роль в механизме защиты легких от микроорганизмов и чужеродных частиц. Эти клетки имеют ряд особенностей. Их размеры больше перитонеальных, они содержат больше лизосом, многочисленные митохондрии, хотя более мелкие по размерам; высоки их ферментативная и дыхательная активность. Они в состоянии включать пигменты (гемосидерин) и частицы пыли, за что получили название «пылевые клетки». Подавление функции фагоцитирующих клеток бронхо-легочного аппарата сопровождается развитием аллергических заболеваний легких, поэтому все агенты, способные подавлять функции этих клеток (вирусы, некоторые лекарственные препараты, переохлаж-. дение), повышают чувствительность легких к неблагоприятным воздействиям среды.

Система полиморфноядерных лейкоцитов. Полиморфноядерные лейкоциты (нейтрофилы, базофилы и эозинофилы) также участвуют в фагоцитозе. Им присущи хемотаксис, контакт с возбудителем, поглощение и переваривание. В отличие от моноцитов (макрофагов) нейтрофилы, другие полинуклеары функционируют сравнительно недолго (часы, дни) и, как правило, погибают в процессе фагоцитоза. Наиболее активно он осуществляется зрелыми гранулоцитами.

Гранулоцитам присущи различные функции соответственно гистофизиологическим особенностям их.

Борьбу с микробами и их ядами ведут в основном нейтрофилы. Зрелые, сегментоядерные нейтрофилы представляют собой сильные ферментообразователи. В их составе обнаружены лейкопротеаза, амилаза, трипсин, каталаза, щелочная фосфатаза, другие ферменты, обеспечивающие гидролиз фагоцитируемых объектов.

Функция эозинофилов главным образом дезинтоксикационная. Они выделяют гистаминазу, разрушающую гистамин. Эозинофилию наблюдают при инвазионных (гельминтозы, протозоозы) и аллергических болезнях.

Базофилы в своих гранулах содержат гистамин, гепарин, гиа-луроновую кислоту, медленно реагирующую субстанцию анафилаксин, калликреин. Дегрануляция (высвобождение содержимого из гранул) базофилов -- энергозависимый процесс, происходящий двумя путями: иммунологическим -- при действии антигенов и неиммунологическим, возникающим под влиянием биологически активных веществ -- катехоламинов, простаглан-Динов и др.

Базофилы обладают незначительной способностью к фагоцитозу, но активно перемещаются к очагу аллергического воспаления, инфильтрируют окружающие ткани, освобождают вазоактивные амины. Эти клетки крови -- эффекторы развития аллергических реакций немедленного типа.

Переваривающая сила клеток ПМЯЛ, как и МФС, напрямую связана с кислородзависимыми и кислороднезависимыми бактерицидными системами. Кислородзависимая система предполагает включение в процесс фагоцитоза пероксида водорода (Н₂О₂), миелопироксидазы (МПО), гидроксила (ОН), супероксидного радикала (О₂) кислорода, синглетного радикала (^O₂).

Антимикробную систему в нейтрофилах и макрофагах составляют МПО, Н ₂О₂ и окисляемый Ко-фактор (галоген). Из взаимозаменяемых галогенов (йод, бром, хлор) наибольшей активностью в антимикробной функции системы обладает йод, что обусловлено йодизацией микроорганизмов. Кроме того, системе свойственны антивирусная и антигрибная активность. Система МПО-- Н₂ О₂ -- хлорид также эффективна против бактерий, микоплазм и вирусов. Ее активность реализуется путем переокислительного де-заминирования и декарбоксилирования микроорганизмов. Кислороднезависимая система обеспечивает бактерицидную функцию в лизофагосомах в отсутствие кислорода. К компонентам этой системы относят лизоцим, катионные белки, дегидрогеназы, другие активные соединения. Окончательная дезинтеграция объекта фагоцитоза реализуется лизосомальными гидролазами.

Полное переваривание фагоцитированных генетически чужеродных для организма веществ не сопровождается иммунным ответом. Для его инициации необходимо появление на мембране макрофага антигенных структур, поступивших из цитоплазмы. Эти «профильтрованные» антигены легко взаимодействуют с Т-лимфоцитами, обеспечивая начальный этап иммунной, специфической реакции.

Система комплемента. Комплементом называют полифункциональную ферментную систему, участвующую в ключевых гомеостатических реакциях, таких, как опсонизация, стимуляция фагоцитоза, цитолиз, нейтрализация вирусов, медиация воспаления, индукция иммунного ответа. Эта система включает в себя 9 компонентов (С₁-- С₉) классического пути активации и 3 компонента альтернативного пути. Классический путь последовательной активации компонентов комплемента опосредуется IgG и приводит к образованию иммунных комплексов антиген--антитело. Комплемент участвует в процессе цитолиза путем последовательного внедрения терминальных протеинов С_5b --С₉ в бислой липидов клеточной мембраны. Под их влиянием образуются трансмембранные каналы, через которые начинается движение ионов в противоположных направлениях (К⁺, Na⁺ Ca²⁺) и воды внутрь клетки. Осмотический шок завершается киллингом чужеродного микроорганизма.

Фрагменты комплемента С_3а и С_5а способны индуцировать выделение базофилами и тучными клетками гистамина. Пептид С_3а стимулирует секрецию серотонина, а С_5а опсонирует полиморфноядерные клетки и макрофаги. Компонент С₃ участвует во взаимодействии макрофагов, Т- и В-клеток. Фрагмент комплемента С₅ осуществляет на поверхности лимфоцитов «сборку» комплементарного мембранолитического комплекса.

Система комплемента участвует в диссоциации и элиминации иммунных комплексов.

Система интерферонов. Интерфероны представляют собой низкомолекулярные пептиды с небольшим количеством аминокислот и углеводов. Это неспецифический фактор противовирусной защиты, синтезируемый лейкоцитами, макрофагами, Т-лимфоцитами, лимфобластами. Образование интерферонов кодируется геномом клетки и индуцируется вирусами, в меньшей степени -- бактериями, грибами, паразитами, микоплазмами, риккетсиями, полисахаридами и липополисахаридами бактериального происхождения, синтетическими полимерами. Интерфероны видоспецифичны, обнаруживаются в повышенных количествах в сыворотке крови, моче, местах размножения при большинстве вирусных инфекций. В механизме действия важное значение принадлежит функциональным изменениям в рибосомах, которые становятся неспособными к вирусной репликации.

Выделены и изучены два типа интерферонов. К первому типу относятся альфа- и бета-интерфероны, ко второму -- гамма-интерферон. Интерфероны первого типа характеризуются противовирусным и антипролиферативным действиями. Бета-интерферон подавляет развитие внутриклеточных микобактерий, возбудителей токсоплазмоза, некоторых других заболеваний, а также пролиферацию опухолевых клеток.

Гамма-интерферон наряду с противовирусной активностью участвует в регуляции иммунного ответа, усиливает антителогенез, цитотоксическое влияние макрофагов и естественных киллеров как в отношении бактерий, так и опухолевых клеток.

Система лизоцима. Лизоцим представляет собой фермент из группы гликозидаз. Он секретируется постоянно, выявляется во всех органах и тканях. Бактерицидная активность проявляется в катализе разрыва бета-глюкозидной связи мураминовой кислоты (отсюда второе название -- мурамидаза) и ацетилглюкозамина полиаминосахаридов бактериальной стенки.

Поскольку у грамположительных бактерий стенка представлена одним слоем мукополисахарида, то лизоцим по отношению к ним проявляет самостоятельную бактерицидную активность. В отношении грамотрицательных бактерий он действует совместно с комплементом цитолитически, проникая через поврежденную им клеточную стенку бактерий к объектам гидролиза.

Система пропердина. Пропердин (от лат. perdere -- разрушать) -- белок сыворотки крови глобулинового типа, обладающий бактерицидными свойствами. С его помощью был обнаружен альтернативный механизм активации комплемента. Он состоит из четырех идентичных субъединиц, соединенных друг с другом нековалентными связями, и углеводов (9,8 %). Этот гликопротеид с молекулярной массой 220 кДа существует в двух формах: нативной и активированной. Нативный пропердин может связываться с образовавшей комплекс С₃/С₅-конвертазой альтернативного механизма активации комплемента. Его роль заключается в уменьшении скорости распада конвертазы, чем усиливается активация по альтернативному пути.

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

Система пропердина проявляет бактерицидность по отношению ко многим патогенным и условно-патогенным микроорганизмам. Под ее влиянием инактивируются вирусы гриппа, герпеса, грамотрицательные бактерии. Уровень пропердина в крови животных отражает состояние их резистентности, чувствительность к инфекционным заболеваниям. Выявлено снижение его содержания у облученных животных, больных туберкулезом, при стрептококковой инфекции.

Неспецифические механизмы защиты предупреждают болезнетворное действие попавшего во внутреннюю среду чужеродного фактора, стремятся к элиминации патогенного субстрата без существенных изменений в состоянии организма. Через систему макрофагов они включают Т- и В-системы иммунитета, обеспечивающие развитие антигенспецифических реакций.

2. Реактивность

Реактивность (от лат. reactio -- противодействие) -- свойство организма отвечать изменениями жизнедеятельности на раздражения, поступающие из внешней среды. Реактивность, как и резистентность, базируется на механизмах, сформировавшихся в процессе эволюции.

В создании учения о реактивности и резистентности большую роль сыграли сравнительно-патологические исследования И. И. Мечникова (1903 г.) по фагоцитозу, воспалению, иммунитету. Ему принадлежат открытия в области иммунологической реактивности, но устойчивость к возбудителям он связывал не только с иммунитетом, но и с состоянием кожных покровов, слизистых оболочек, т. е. резистентностью.

Н. Н. Сиротинин (1934 г.) обратил внимание на то, что эти понятия нетождественны. Так, во время зимней спячки резистентность к различным воздействиям (инфекция, радиация) у животных возрастает, а общие иммунологическая и аллергическая реактивности снижаются. Он установил также, что аллергическая и иммунологическая реактивности формируются на фоне физиологической (первичной) способности реагировать на адекватные раздражения.

Как установлено, реакция организма на раздражитель зависит не только от свойств патогена, но и от свойств животного, определяемых состоянием нервной и эндокринной систем. Нервная система, ее центральные отделы (кора головного мозга, подкорковые образования) воспринимают рецепторным аппаратом адекватные и неадекватные раздражения из внешней среды и формируют ответные эффекторные реакции со стороны эндокринных и лимфоидных органов, органов дыхания, кровообращения, пищеварения, мочеиспускания. Роль нервной системы в реакциях на факторы внешней среды была показана в монографии И. М. Сеченова «Рефлексы головного мозга» (1863 г.), в многочисленных исследованиях И.П.Павлова, В.М.Бехтерева, А.Д.Сперанского, И. Н. Сиротинина. Особо важное значение симпатической нервной системы в реактивности было показано работами Л. А. Орбели и его школы.

Различные исходные состояния нервной системы отражаются на реакциях организма по отношению ко многим патогенам. Например, травматический шок может быть предупрежден наркозом. Более интенсивный ответ на раздражения у животных сильного неуравновешенного и слабого типов, тогда как менее выраженные нарушения отмечают у особей сильного уравновешенного подвижного типа.

Согласно учению Г. Селье в развитии стресса как ответной реакции на любое раздражение основное значение придается функциональному состоянию желез внутренней секреции.

Существуют определенные критерии, характеризующие реактивность. К ним относятся раздражимость, возбудимость, лабильность, хронаксия, чувствительность.

Раздражимость -- свойство каждой клетки тем или иным образом в зависимости от специализации отвечать на изменения окружающей среды. Особое значение в формировании механизма реактивности принадлежит нейронам.

Возбудимость -- количественная оценка раздражимости тканей. Ее мерой является порог возбудимости -- минимальная сила электрического, химического или иного раздражителя, способная привести ткань из спокойного состояния в деятельное, например сокращение мышечного волокна, выделение секрета железой и т. д.

Лабильность -- функциональная подвижность тканей. Снижение лабильности нервной системы отмечают, например, при травматическом шоке. Перевозбуждение чувствительного нерва приводит к торможению соответствующих нейронов, но повышает возбудимость других. Их слабое раздражение сопровождается резко возросшей рефлекторной реакцией. Такое изменение функциональной подвижности нервных структур наблюдают при бешенстве, столбняке, отравлении стрихнином.

Хронаксия -- наименьшее время, в течение которого электрический ток способен вызвать возбуждение тканей. Появление периферических параличей приводит к увеличению хронаксии, тогда как при спастических параличах центрального происхождения хронаксия нервов укорочена. Удлинена хронаксия при травматическом и анафилактическом шоках.

Чувствительность -- способность органов чувств приходить в возбуждение при минимальной силе адекватного раздражителя (температурного, болевого, звукового и др.). Нарушение чувствительности существенно влияет на реактивность. Выключение зрительного анализатора исключает возможность реакции животного на зрительные образы, слухового анализатора -- на звуки и т. д.

2.1 Виды реактивности

Биологическая реактивность. Биологической реактивностью принято называть изменения жизнедеятельности защитно-приспособительного характера, возникающие в организме животных определенного вида под влиянием адекватных воздействий окружающей среды. Биологическая реактивность определяется наследственными анатомо-физиологическими особенностями представителей животных каждого вида. Примерами такой реактивности может служить миграция рыб и птиц в разные сезоны года в связи с меняющимися условиями среды обитания. Зимнеспящие животные (суслики, сурки) отличаются своей реактивностью в период бодрствования и спячки. Погруженные в спячку животные имеют низкую температуру тела, у них заторможена деятельность центральной нервной системы, лимфоидных органов. Инъецируемые с целью заражения микробы остаются в месте введения. Спящие суслики, сурки не подвергаются заражению возбудителями сибирской язвы, чумы, туберкулеза. У них не развивается анафилактический шок, не проявляется реакция повышенной чувствительности замедленного типа.

Видовой реактивностью объясняют врожденный иммунитет животного ко многим инфекционным болезням. Так, крупный рогатый скот имеет наследственную, видовую невосприимчивость к сапу лошадей. Лошади же невосприимчивы к такой чрезвычайно контагиозной инфекции парнокопытных, как ящур.

Температурная реакция на бактериальные пирогены (пирогенал, стафилококковая вакцина) была изучена у домашних животных различных видов -- лошадей, крупного рогатого скота, овец, свиней, собак, кроликов, кур. Наибольшей чувствительностью к внутривенным инъекциям разного рода препаратов среди копытных животных отличались лошади; в меньшей степени лихорадочная реакция была выражена у жвачных -- коров и овец. Собаки отличались большей чувствительностью, чем кролики. Наименее выраженной была реакция на пирогены у кур.

Характерны видовые особенности реакции сельскохозяйственных животных на раздражители химической, биологической природы и механическую травму. Так, при нанесении скипидара и настойки йода на кожу самый интенсивный отек появлялся у лошадей, несколько меньший -- у крупного рогатого скота и слабовыраженным он оказался у овец и свиней.

На подкожное и внутримышечное введения скипидара у лошадей реакция проявлялась образованием абсцесса с последующим самопроизвольным вскрытием. Аналогичная инъекция крупному рогатому скоту, свиньям и овцам сопровождалась воспалительными отеками с последующей резорбцией скипидара. Этот процесс был более интенсивным у овец и свиней, сравнительно медленно он протекал у крупного рогатого скота.

Реакция на микробные культуры (золотистый стафилококк, ге-молитический стрептококк), введенные подкожно, у лошадей во всех случаях характеризовалась развитием абсцессов, у крупного рогатого скота, овец и свиней абсцедирования, как правило, не наступало. Экссудат рассасывался. Наиболее интенсивная отечность на месте инъекции была отмечена у лошадей, менее выраженная (почти в 10 раз меньше) -- у крупного рогатого скота, свиней и самая малая -- у овец.

Реакция лошадей на дозированную открытую механическую травму (рассечение кожи, подкожной клетчатки) во всех случаях сопровождалась развитием гнойного воспаления. У рогатого скота и свиней реакция на механическое повреждение характеризовалась развитием фибринозного воспаления, заполнением ран фибрином с последующей грануляцией и заживлением под первичным струпом.

Индивидуальная реактивность. Реакция отдельных представителей животных каждого вида на действие адекватных и неадекватных факторов внешней среды неоднозначна. Во время эпизоотии при равных условиях содержания не все животные относятся к заражению одинаково. Массовая вакцинопрофилактика не у всех животных создает надежную защиту от инфекции. Часть животных может остаться восприимчивой к патогену ввиду недостаточности иммунного ответа на антиген. Такие различия объясняются индивидуальной реактивностью, обусловленной наследственными и приобретенными свойствами.

Индивидуальная реактивность зависит от породы животного, наследственных свойств, пола, возраста, полноценности питания, продуктивности, других факторов.

Специфика породной реактивности обусловлена длительным контактом животных определенных регионов с конкретными условиями среды обитания.

Совершенно закономерно, например, что лошади, вывезенные из северных областей России в среднеазиатские регионы, нередко погибают от тепловых и солнечных ударов, а крупный рогатый скот, попадая в страны Африки, сразу же становится объектом интенсивного нападения паразитов (простейших, бактерий, вирусов, гельминтов).

Наследственные свойства в проявлении индивидуальной реактивности находят свое выражение в выведении линий животных, устойчивых к самым различным стресс-факторам.

Половые различия в восприимчивости внешних раздражителей определяются физиологическими особенностями. Обмен веществ у мужских особей более интенсивный, чем у женских. Поэтому женский организм легче переносит гипоксию, кровопотери, алиментарную недостаточность. Кроме того, реактивность самок зависит в определенной степени от половой цикличности и плодоношения.

Возрастная реактивность в разные периоды жизни животного организма существенно меняется. Она относительно понижена у молодняка, отличается оптимальной стабильностью у половозрелых животных, в старческом, завершающем, периоде жизни реактивность прогрессивно снижается. Неполноценность реакции молодых животных на внешние раздражения объясняется неполным развитием барьерных структур нервной, эндокринной и иммунной систем. Из-за структурной и функциональной незрелости лимфоидной системы многие микроорганизмы становятся причиной болезни молодняка (сальмонеллез, колибактериоз, микоплазмоз, кокцидиоз, гемоспоридиоз). Новорожденные щенки, крольчата, крысята, мышата переносят большие дозы бактериальных токсинов, гистамина, чужеродного белка, чем взрослые, что объясняется получением от матерей во время внутриутробной жизни, через молозиво и молоко многих факторов защиты, особенно иммуноглобулинов. Новорожденные мышата легко переносят гипоксию, от которой в равных условиях погибают взрослые мыши, что служит свидетельством недоразвития высших отделов центральной нервной системы как наиболее чувствительной структуры в организме к кислородному голоданию.

С возрастом у половозрелых животных нервная деятельность оптимизируется, достигают совершенства барьерные системы (кожа, слизистые оболочки). Развивается способность вырабатывать антитела и противодействовать полученным повреждениям формированием очага воспаления, подъемом температуры тела, стимуляцией компенсаторных и восстановительных процессов.

У старых животных реакции нервной, эндокринной, иммунной систем, целостного организма на адекватные раздражители и патогены значительно ослаблена.

Механизмы ослабления реактивности слагаются из изменений на молекулярно-генетическом (нарушение синтеза ДНК, РНК, образования и транспорта энергии, снижение активности антиоксидантов) и клеточном (разрушение лизосом, деградация клеток, угнетение митоза, ионного транспорта, изменения свойств мембран, дегидратация плазмы) уровнях, что сказывается на деятельности основных систем организма. Так, возникающая сердечнососудистая недостаточность проявляется застойными явлениями. Застой крови в легких способствует развитию пневмоний, в печени -- ее циррозу. Ограниченные возможности антителогенеза, неспецифических факторов защиты повышают чувствительность к бактериальным и вирусным инфекциям, опухолевым болезням.

Рассматривают физиологическую и патологическую индивидуальную реактивность. В отличие от физиологической, свойственной здоровым животным формы реагирования, патологическая реактивность возникает в результате действия на организм неадекватных, болезнетворных факторов. Патологически измененная реактивность сопровождается снижением приспособительных возможностей организма. Одновременно патогенный фактор может стимулировать такие реакции, как воспаление, лихорадка, одышка, тахикардия, гипертензия, изменять структурную и моторную функции желудочно-кишечного тракта. Эти патологические реакции в своей биологической основе направлены на борьбу с вредным началом, на восстановление поврежденных структур, функций поврежденных органов. Однако они ограничивают жизнедеятельность больных, у животных падает продуктивность, их отношения с внешней средой нарушены.

Патологическая индивидуальная реактивность может проявляться в виде специфических и неспецифических форм реагирования. Неспецифические формы реагирования на патогены наблюдают у наркотизированных животных, при шоковых состояниях, экспериментальной эпилепсии. Так, после приступа эпилепсии любого происхождения у сенсибилизированной морской свинки не развивается анафилактический шок на реинъекцию антигена. Реактивность наркотизированных животных снижена, степень же снижения зависит от многих факторов: вида животных, наркотика, глубины и длительности действия. Применение наркотиков резко снижает чувствительность организма животных к микробам, угнетаются фагоцитоз, образование иммуноглобулинов, воспалительная реакция замедлена, более выражены первичная и вторичная альтерации.

По интенсивности проявления рассматривают такие виды реактивности, как нормергия, гиперергия и гипоергия.

Под нормергией (от лат. norma-- норма, ergon--дело, работа) понимают реакцию нормального, здорового организма на внешнее раздражение, в том числе антигенной природы.

Гиперергией (от лат. hyper--чрезмерно) называют состояние повышенной по сравнению с нормальной реактивности. Гиперергические формы болезни характеризуются быстрым, бурным течением, с хорошо выраженными признаками. Местным проявлением повышенной реактивности организма может служить гипе-рергическое воспаление, отличающееся от нормергического более интенсивным проявлением всех внешних признаков. Чаще всего возникает у сенсибилизированных животных на месте контакта с антигеном. Сенсибилизация может быть обусловлена бактериями, паразитами, токсинами, пыльцой растений, другими аллергенами. К гиперергическим воспалениям наиболее предрасположены лошади (ревматическое воспаление копыт, периодическое воспаление глаз) и овцы.

Гипоергией (от лат. hypo -- мало) называют состояние, когда реакции организма на раздражители снижены, когда преобладают тормозные процессы. К гипоергическим формам относят заболевания с тяжелым течением, слабо проявляющимися клиническими признаками. У таких животных механизмы неспецифической защиты, Т- и В-систем иммунитета несовершенны. Чаще всего такого характера заболевания можно наблюдать у животных, ослабленных алиментарной недостаточностью или достигших старческого возраста.

3. Иммунологическая рективность

Иммунологическая реактивность является составной частью саморегуляции, обеспечивающей гомеостаз и адаптацию животных к меняющимся условиям окружающей среды. Хотя жизнедеятельность организма определяется функционированием каждой структурной единицы, тем не менее иммунной системе эволюцией была отведена особая роль защиты от всего инородного. Термин «иммунитет» (от лат. in -- отрицание, munus -- повинность) появился в лексиконе римлян VII--VIII вв., когда феодалы получали особые грамоты, освобождавшие их от обязательных пошлин. Изначальный смысл слова «иммунитет» врачи сводили к невосприимчивости к инфекционным болезням.

Первые суждения об инфекционном иммунитете стали складываться с работ Э. Дженнера (1796г.), иммунизировавшего людей возбудителем коровьей оспы, чему обязан термин «вакцина» от латинского слова vaccina -- коровья. В последующем, в 80-х годах прошлого столетия, Луи Пастер изготовил и применил вакцины против сибирской язвы, холеры кур, рожи свиней, бешенства, обессмертив свое имя. Однако основателем классического учения об иммунитете стал И. И. Мечников. В 1882 -- 1883 гг. он открыл иммунную систему. Активный ответ хозяина в форме клеточной реакции, направленной на уничтожение чужеродного тела, -- вот главный вклад в зарождение научной иммунологии, который был сделан И. И. Мечниковым открытием фагоцитоза. По его мнению, выжить могли лишь те особи, которые обладали генетической способностью к обезвреживанию проникших в организм болезнетворных возбудителей и чужеродных веществ.

В 1898 г. П. Эрлих создает теорию гуморального иммунитета, чем вносит существенный вклад в становление иммунологии. За выдающиеся достижения в новой области знания в 1908 г. И. И. Мечников и П. Эрлих были удостоены Нобелевской премии.

Понятие о неинфекционном иммунитете начало формироваться уже работами, выполненными сотрудниками И. И. Мечникова Борде и Чистовичем (1898 г.), когда ими было показано, что антителогенез стимулируется не только бактериальными антигенами, но и белками сыворотки крови.

Появление таких разделов иммунологии, как иммуноэмбриология, трансплантационный иммунитет, иммунологическая толерантность и др., породило к 50-м годам XX столетия понимание того, что иммунитет заключается не только в борьбе с инфекционными, но и с любыми другими чужеродными «живыми телами или веществами». Это, в свою очередь, привело к условному разделению учения об иммунитете на инфекционную и неинфекционную иммунологию.

К настоящему времени стало очевидным, что в борьбе с инфекционными и неинфекционными агентами участвуют одни и те же защитные системы, поэтому разделение иммунитета на инфекционный и неинфекционный стало неактуальным.

Под иммунитетом стали понимать «способ защиты от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации» (Р.П. Петров). Этим определением предусмотрена защита организма от проникновения таких возбудителей болезней, как бактерии, вирусы, грибы, простейшие, микоплазмы, гельминты, и от генетически чужеродных компонентов собственных тканевых структур.

Функционирование иммунной системы обеспечивается центральными и периферическими органами иммуногенеза. К центральным органам относят красный костный мозг, тимус и у птиц фабрициеву сумку (бурсу), к периферическим -- селезенку, систему мононуклеарных фагоцитов (моноциты, циркулирующие в крови и фиксированные в тканях) и микрофагальную систему (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы), лимфатические узлы и лимфоидные образования респираторных органов и пищеварительного тракта (солитарные фолликулы, пейеровы бляшки, миндалины), кровь и лимфу.

В соответствии с развиваемой унитарной теорией кроветворения родоначальницей всех клеток иммунной системы является кроветворная стволовая клетка. Эта полипотентная самоподдерживающаяся единица генерирует лимфоидную стволовую клетку (клетку -- предшественницу лимфопоэза), т.е. общего «прародителя» лимфоидных клеток, а также клетку -- предшественницу мие-лопоэза, моноцитарный росток которого дает вспомогательные клетки.

Дифференцировка лимфоидной стволовой клетки в лимфоциты начинается позже, после ее попадания в особое микроокружение, имеющееся в таких органах, как тимус (Т-лимфоциты) и у птиц бурса (В-лимфоциты). Как полагают, созревание В-лимфоцитов у млекопитающих происходит в красном костном мозге.

Находясь в тимусе, Т-клетки дифференцируются в три самостоятельные популяции, отличающиеся продолжительностью жизни, способностью к циркуляции, поверхностными антигенными структурами и другими свойствами:

1) Т-Хелперы (Th) распознают с помощью активированного макрофага антигены, несущие чужеродную генетическую информацию, и стимулируют В-лимфоциты к превращению в плазматические клетки, синтезирующие специфические антитела-- иммуноглобулины. Т-Лимфоциты с хелперной активностью подразделяются на три субпопуляции (классы), различающиеся между собой набором синтезируемых биологически активных веществ -- цитокинов в ответ на различные индукторы:

Т-Хелпер первого класса (Тh 1) продуцирует интерлейкины ИЛ-2, ИЛ-3, фактор некроза опухолей (ФНО? и ФНО_?);

Т-Хелпер второго класса (Th2) продуцирует ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10 и колониестимулирующие факторы (КСФ);

Т-Хелперы «нулевые» (ТП0) суммируют цитокины, секретируемые Тh 1 и Th2. Такой переход, как полагают, связан с природой инициируемого макрофагом сигнала. Вирусы и внутриклеточные паразиты активируют макрофаги к продукции интерлейкина 12 (ИЛ-12), и дифференцировка направлена в сторону Тh 1, тогда как антигены гельминтов, ряда бактерий и аллергены ведут к синтезу макрофагами ИЛ-4, который способствует дифференцировке ТП0 в Th2;

2) Т-Супрессоры (Ts) -- лимфоидные клетки, тормозящие активность других лимфоцитов. Они могут быть индуцированы любыми антигенами, способны подавлять дифференцировку В-клеток, тормозят функции хелперов, тем самым ингибируют клеточный иммунитет. Т-Супрессоры ответственны за регуляцию иммунного ответа на антиген;

3) Т-Эффекторы-- группа клеток, включающих в себя:

Т-Эффекторы гиперчувствительности замедленного типа (ГЧЗТ). При контакте с антигеном эти рециркулирующие Т-клетки привлекают другие клеточные элементы к участию в развитии ГЧЗТ, где моноциты дифференцируются в макрофаги, повреждающие ткани. Эти же клетки кооперируются с базофильными и эозинофильными лейкоцитами, привлекая их в места развития реакции ГЧЗТ;

Т-Эффекторы цитотоксических реакций, специфически разрушающие клетки-мишени. Это Т-киллеры, относящиеся к долгоживущим активно циркулирующим лимфоцитам. Активируются Т-хелперами. Мишенями для Т-киллеров служат опухолевые клетки. Они играют также важную роль в реакциях отторжения трансплантированных тканей. Т-Киллеры способны уничтожать инфицированные вирусом клетки, экспрессирующие на поверхности кодируемые вирусом антитела.

Созревание и дифференцировка Т-лимфоцитов в тимусе осуществляются в два периода. Антигеннезависимый период характеризуется размножением в тимусе Т-лимфоцитов с образованием в них новых генов, способных кодировать рецепторы, антитела. Появляются новые клоны, способные распознавать антигены различного происхождения. Процесс селекции и последующего размножения отдельных клонов сохраняется пожизненно. Антигензависимый период характеризуется активным размножением различных субпопуляций Т-лимфоцитов под влиянием появившегося в организме антигена экзогенного или эндогенного происхождения.

Этому периоду свойственно появление клеток иммунологической памяти, ответственных за вторичный ответ на попадание того же антигенного раздражителя.

Функции тимуса не ограничиваются созреванием Т-лимфоцитов, он является органом эндокринной системы, синтезирующим гормоны. К ним относят тимулин, тимозин, тимопоэтины I и II. Установлено, что после тимэктомии тимулин исчезает из циркуляции. Эти гормоны образуются субкапиллярными и медуллярными эпителиальными клетками тимуса. Он включен в сложную систему взаимовлияний эндокринных органов. Так, установлено, что тимус подвержен регулирующему влиянию со стороны других эндокринных желез. Наиболее отчетливо на секреторную активность эпителиальных клеток тимуса действуют гормоны гипофиза. Его удаление, разрушение ведет к аплазии тимуса; ослаблению синтеза его гормонов, в первую очередь тимулина; снижению уровня этого гормона в сыворотке крови; ускорению возрастных изменений в вилочковой железе. Показано действие трех гормонов гипофиза -- соматотропного (СТГ), пролактина и андрено-кортикотропного (АКТГ) -- на секрецию тимулина. Гонадотропин -- релизингфактор гипоталамуса; андрогены и эстрогены, прогестерон снижают уровень гормонов тимуса. Считают, что именно половые гормоны включают начальные этапы естественной инволюции тимуса. Гонадэктомия может способствовать восстановлению клеточности тимуса у старых мышей.

Отсутствие тимуса или его удаление сказывается на состоянии гипофиза. В нем атрофируются клетки, вырабатывающие СТГ, снижается выработка пролактина, АКТГ, фолликулостимулирующего (ФСГ) и лютеотропного гормонов (ЛТГ). Подсадка тимуса устраняет эти изменения. Изучение места тимуса в эндокринной системе только начинается, но уже имеющиеся данные свидетельствуют о важной роли этого органа в жизнедеятельности организма.

В-Клетки у птиц образуются из стволовых клеток-предшественников, которые по кровеносным сосудам попадают в фабрициеву сумку (бурсу), представляющую собой мешковидный орган, образующийся в раннем эмбриогенезе как дорсальное выпячивание заднего отдела кишечника. Стволовые клетки проникают в мезенхимальную ткань сумки куриного эмбриона, начиная с 8-го дня развития (цыплята вылупляются через 20 дней после начала инкубирования). Попав в мезенхиму фабрициевой сумки, часть стволовых клеток дифференцируется по эритроидному и миелоидному путям. Остальные клетки-предшественники из мезенхимы мигрируют в эпителий, выстилающий полость сумки. Их можно обнаружить рассеянными по эпителию на 10-й день развития. Эти клетки размножаются и дифференцируются, образуя в эпителии колонии В-клеток.

Средняя продолжительность клеточного цикла у незрелых В-клеток, образующихся в фабрициевой сумке птиц, составляет от 8 до 10 ч. Эта относительно быстрая пролиферация, происходящая уже в яйце без какого-либо контакта с антигеном, приводит к образованию лимфоидных фолликулов, каждый из которых содержит около тысячи В-лимфоцитов. Внутри фолликулов наблюдается гетерогенность В-клеток по их антигенной специфичности.

В-Клетки покидают фабрициеву сумку, проникая в кровеносные сосуды, питающие лимфоцитарные фолликулы. До 16-го дня развития миграция В-клеток в другие лимфоидные ткани незначительна: хирургическое удаление сумки в это время может привести к тому, что образование в организме В-клеток будет предотвращено. В нормальных условиях выход В-клеток из сумки продолжается и в первые недели после вылупления цыпленка из яйца. Фабрициева сумка исчезает на стадии полового созревания, когда значительно повышается содержание половых гормонов. Бурса у птиц служит единственным источником разнообразных клонов В-клеток.

У млекопитающих В-клетки образуются в кроветворной ткани, где формируются и другие виды клеток крови, за исключением Т-лимфоцитов. Образование В-клеток начинается в эмбриональной печени, а затем перемещается в костный мозг, когда тот становится важнейшим кроветворным органом.

В-лимфоциты, возникающие в результате дифференцирующего действия фабрициевой сумки или ее эквивалентов, заселяют тимуснезависимые участки лимфоидных органов или выходят в кровь. Эти клетки практически не рециркулируют.

Функциональная активность иммунной системы инициируется антигенами -- генетически чужеродными субстанциями эндогенного или экзогенного происхождения.

Антиген, вызывающий ответ иммунной системы, называется иммуногеном. Эффективными иммуногенами обычно бывают такие макромолекулы, как, например, чужеродные белки, нуклеиновые кислоты и углеводы. Молекулы с молекулярной массой менее 5000 Да, как правило, неиммуногенны. Однако множество небольших неиммуногенных молекул, называемых гаптенами, могут стимулировать иммунный ответ в том случае, если они ковалентно соединены с большой молекулой-носителем.

Чем более чужеродным по своей химии и структуре является антиген для иммунизируемого организма, тем более иммуногенным он будет. Однако чужеродность не всегда достаточна для антигенной активности, так как живые вещества, не родственные между собой, часто имеют общие антигены. С другой стороны, при некоторых функциональных расстройствах собственные компоненты организма могут стать антигенами.

По происхождению антигены принято делить на экзогенные и эндогенные.

К экзогенным антигенам относят инфекционно-паразитарные и неинфекционные. Инфекционно-паразитарные представлены антигенами бактерий, вирусов, грибов, простейших, взрослых и личиночных форм паразитов.

Антигены неинфекционного генеза могут быть разного происхождения:

животного (клетки эпидермиса, волосы, перья, пух, шерсть, чужеродная сыворотка);

растительного (пыльца растений, плоды, листья, корни, сенная труха);

кормового (сухие корма, мясо-костная мука);

лекарственного (различные препараты, в том числе вакцины, гипериммунные сыворотки, антибиотики);

химического (синтетические изделия, моющие средства, домашняя пыль, промышленные выбросы).

К эндогенным антигенам относят естественные, или первичные, и вторичные, приобретенные. Естественные -- это собственные ткани организма, такие, как ткани хрусталика глаза, нервная ткань, ткань семенников, коллоид щитовидной железы и др., которые без изменения антигенного состава воспринимаются иммунной системой как чужеродные. Вторичные, или приобретенные, -- ткани, изменившие под влиянием внешних воздействий антигенный состав и вследствие этого воспринимаемые иммунной системой как чужеродные. К таким влияниям относят неинфекционные факторы (ожоговые, холодовые, лучевые и др.) и инфекционные (комплексные антигены -- ткань и микроб или ткань и токсин), промежуточные (вирусиндуцированные).

По химической структуре антигены подразделяют на:

белки и белковые соединения (нуклеопротеиды, липопротеиды, протеиды, гликопротеиды);

небелковые соединения, представляющие собой гаптены (от греч. hapto -- схватывать) (липиды, липополисахариды, полисахариды, многие неорганические вещества, лекарственные, пищевые средства). Гаптены становятся иммуногенами только тогда, когда они соединяются с белковыми молекулами.

Попавший в организм антиген может следовать к иммуноком-петентной клетке одним из четырех путей: