Основы иммунологии

Неспецифические факторы противомикробной защиты. Защитные приспособления организма представляют результат, с одной стороны, эволюционного развития вида, с другой - активного приспособления каждого индивида к условиям внешней среды. Сугубо условно эти барьеры можно отнести к трем видам: кожно-слизистый, лимфатический и кровеносный. В патогенезе инфекционных заболеваний организм использует не только специальные средства и силы защиты, но также способен изменять уровень обмена веществ и определенных физиологических процессов. Так, при многих инфекциях повышается температура тела, усиливается моче- и потоотделение, что помогает организму освободиться от отдельных возбудителей.

Неповрежденные кожа и слизистые оболочки не только механическая преграда, но и стерилизующий фактор в отношении многих видов микроорганизмов. Бактерицидное действие кожи связывают с веществами, выделяемыми потовыми и сальными железами, а также содержащимися в ней жирными кислотами.

Выраженными барьерными свойствами обладают также конъюнктива, слизистая оболочка носа. В защитных функциях кожи и слизистых оболочек существенную роль играет бактерицидное вещество лизоцим.

Лизоцим (ацетилмурамидаза)- белковое вещество, фермент с молекулами небольшого размера. Обладает сильным растворяющим действием в отношении муреина клеточной стенки оболочек ряда видов бактерий. Лизоцим содержится в слезах, слюне, носовой слизи, крови, лимфе, молоке, курином белке, икре разных рыб. Помимо прямой антибактериальной активности он обладает также свойством активации клеток РЭС и стимуляции фагоцитоза.

Секреты желез пищеварительного тракта наряду со специфическими свойствами обладают способностью обезвреживать многих болезнетворных микробов. К ним относят слюну, желудочный сок, желчь.

Слезная жидкость и носовой секрет бактерицидны к патогенным микробам, способны инактивировать вирусы гриппа, полиомиелита, герпеса.

После проникновения возбудителей инфекционных заболеваний через кожные и слизистые барьеры в ткани в инфицированном участке вокруг них быстро создается защитный вал - местный воспалительный процесс. Важнейшим защитным средством при этом является фагоцитоз. В зоне воспаления происходит фиксация бактерий, чему в известной мере способствует образование в воспаленной ткани нитей фибрина, препятствующих распространению микробов. Местный воспалительный очаг ограничивает распространение бактерий в соседние ткани и кровь. В воспалительном процессе участвуют свертывающая и фибринолитическая системы, система комплемента, эндогенные медиаторы (простагландины, вазоактивные амины и др.). Существенную роль играют лимфатические и кровяные барьеры из-за бактериостатических свойств лимфы и крови (и ее сыворотки).

Бактериостатическое действие крови связано с наличием в ней нормальных антител, бактериолизинов, комплемента, обладающих способностью растворять бактериальные клетки.

Свежевыдоенное молоко также обладает как бактерицидными, так бактериостатическими свойствами. Бактерицидные и бактериостатические свойства его (как и крови) зависят от содержащихся в нем бактериолизинов, комплемента, лизоцима и лейкоцитов. В связи с успешным изучением клеточных основ иммунологических реакций, особенно системы макрофагов (моноцитов крови и тканевых макрофагов), возникло представление о наличии мононуклеарной фагоцитарной системы, принимающей активное участие в становлении и развитии иммунитета. Макрофагам принадлежит роль клеток, осуществляющих фагоцитоз микроорганизмов и других чужеродных корпускул. Эту важнейшую в иммунитете функцию они осуществляют с помощью лизосом цитоплазмы, о6ладающих большим набором разнообразных ферментов. Установлено, что интенсивность фагоцитоза значительно активизируется при воздействии специфических для фаготицируемого антигена антител (опсонины).

Помимо клеточных средств организм пускает в ход ряд специальных механизмов антимикробного действия. К ним относятся комплемент, пропердин, интерферон.

Комплемент - относится к важнейшим гуморальным эффекторным системам организма и состоит из 9 компонентов, которые свободно циркулируют в крови в форме неактивированных предшественников и относятся к бета-глобулинам белков плазмы крови. Продуцентами компонентов комплемента являются макрофаги, клетки костного мозга, печени, тонкой кишки, лимфатических узлов, легких и др. Они весьма чувствительны к действию факторов различной природы - повышенной температуре, ультрафиолетовым лучам, протеолитическим ферментам.

При определенных условиях неактивированные предшественники компонентов комплемента активируются в строго определенном порядке по классическому или альтернативному пути в такой последовательности: С1; С4; С2 и СЗ; С5; С6; С7; С8; С9.

Основным активатором классического пути является IgG, находящийся в составе иммунных комплексов антиген - антитело. К Fc-фрагменту этого иммуноглобулина присоединяется компонент C1 Каскадная активация этим комплексом С4 и С2 приводит к образованию фермента конвертазы, который расщепляет СЗ компонент комплемента Активация основного компонента комплемента СЗ ведет к фиксации его на чужеродной клетке и к последующему участию в этом комплексе С5 и С6 При вовлечении в мембранатакующий комплекс С7 образуется комплекс необратимо фиксированный на мембране клетки. Процесс повреждения мембраны чужеродной клетки завершается присоединением С8 и С9, что может привести к дезинтеграции оболочки и лизису клетки или дегрануляции и высвобождению биологически активных веществ, что имеет место при фиксации активированных компонентов комплемента на лейкоцитах

При альтернативном или пропердиновом пути активации комплемент-антигенные индукторы (полисахариды и эндотоксины грамотрицательны бактерий, зимозан и др.) реагируют с пропердином. Пропердин выступает в качестве стабилизатора С3/С5-конвертазы, расщепляющей С3 на С3а и С3b.

Система комплемента, альтернативный путь активации играют большую роль в формировании антибактериального иммунитета, обеспечении антимикробной защиты до развития специфического иммунного ответа. С другой стороны, комплемент принимает участие в индукции иммунного ответа. Так, СЗ активирует клетки, вовлекаемые в кооперацию, в первую очередь, В-лимфоциты и макрофаги, обладающие соответствующими рецепторами. Активированные компоненты системы комплемента (СЗ, СЗа) регулируют интенсивность иммунного ответа (синтеза поликлональных антител), вовлекаются в продукцию лимфокинов, супрессорные процессы.

Весьма тесная связь существует между системой комплемента и фагоцитарными клетками. Макрофаги синтезируют многие компоненты комплемента: С1, Clq, С2- C5, факторы В, D, имеют на своей поверхности рецепторы к некоторым из них. В свою очередь, компоненты комплемента, прежде всего СЗb, СЗа, b, оказывают влияние на функцию макрофагов, их фагоцитарную, цитотоксическую активность, локомоцию (подвижность), потребление кислорода, секрецию лизосомальных ферментов, синтез простагландинов и др.

Пропердин (лат. pro и perdere - подготавливать к разрушению) положительный регуляторный компонент альтернативного пути активации комплемента и играет важную роль в естественной неспецифической устойчивости животного организма. Содержится в свежей нормальной кровяной сыворотке, обладает бактерицидностью, а также способностью нейтрализовать некоторые вирусы.

Пропердин выступает в качестве стабилизатора С3/С5-конвертазы, расщепляющей С3 на С3а и С3b.

Интерферон - неспецифическое противовирусное вещество, продуцируемое клетками организма и препятствующее репродукции вируса. В отличие от специфических противовирусных антител, интерферон защищает организм от разных вирусов, быстро появляется в клетке после их поступления, активизирует гены, кодирующие биосинтез противовирусных белков - протеинкиназу, которая в свою очередь блокирует синтез вирусных белков и 2ґ,5ґ-олигоаденилатсинтетазу, активизирующую эндонуклеазу, способную разрушать вирусную нуклеиновую кислоту.

Способностью индуцировать образование интерферона обладают не только живые, но и убитые вирусы, а также бактериальные эндотоксины, нуклеиновые кислоты (особенно двунитевая РНК), некоторые полисахариды. Клетки организма под воздействием соответствующего индуктора реагируют образованием интерферона, предназначенного для клеточной защиты, особенно от вирусов.

Фагоцитоз осуществляется подвижными клеточными элементами (лейкоцитами), а также фиксированными клетками внутренних органов. И.И. Мечников различал две группы фагоцитов: микро- и макрофаги. Первые - это нейтрофильные полинуклеары, т.е. лейкоциты, обладающие значительной массой протоплазмы и выраженной амебовидной подвижностью. Вторые - циркулирующие моноциты крови, а также оседлые клетки в разнообразных тканях (селезенке, печени, лимфатических узлах и других органах). Фагоциты периферической крови обладают тремя свойствами: 1) способностью захватывать и переваривать чужеродный материал, 2) амебовидной подвижностью и 3) хемотаксисом.

Процесс фагоцитоза многоэтапный. На первом этапе осуществляется хемотаксис - притягивание (к себе) чужеродного объекта микроба (корпускулы) к клеточной мембране фагоцитирующей клетки. Контакту объекта воздействия с фагоцитом способствуют различные физико-химические факторы. Второй этап фагоцитоза - прилипание (аттракция) микроба или другого объекта к поверхности мембраны фагоцита. Третий этап - поглощение микробов и других объектов. При фагоцитировании крупных микробов (например, сибиреязвенного микроба и др.) наблюдают постепенное их захватывание. Вслед за этим происходит поглощение (абсорбция) микробов (частиц). Четвертый этап фагоцитоза - слияние фагосомы с лизосомами. Последние представляют собой особые гранулы, содержащие большой набор гидролитических ферментов, осуществляющих внутриклеточный протеолиз. Заключительный, пятый, этап фагоцитоза отмечают в объединенной фаголизосомной вакуоли - идет фаза переваривания и уничтожения фагоцитируемого объекта.

Фагоцитоз, при котором происходит гибель фагоцитированного микроба, называют завершенным. Однако в ряде случаев микробы, находящиеся внутри фагоцитов, не погибают, а иногда даже размножаются (например, возбудитель туберкулеза, сибирской язвы, бруцеллеза, некоторые вирусы и грибы). Такой фагоцитоз называют незавершенным. Следует отметить, что макрофаги кроме фагоцитоза выполняют регуляторные и эффекторные функции, кооперативно взаимодействуя с лимфоцитами в ходе специфического иммунного ответа.

Наряду с вышеуказанными факторами неспецифической резистентности организма существенную роль оказывают бета-лизины, термолабильные и термостабильные ингибиторы сыворотки крови, нормальные антитела.

Фибронектин (холодовый нерастворимый глобулин)- белок плазмы и тканевых жидкостей, который синтезируется макрофагами и крайне чувствителен к действию протеаз. Практически все клетки, включая фагоциты, имеют на своей поверхности рецепторы к фибронектину и поэтому являются его носителями. Сама же молекула фибронектина имеет участки для связывания коллагена, фибрина, Clq и некоторых бактерий (стафилококки, стрептококки). Таким образом, фибронектин связывает микроорганизмы и другие частицы с мембраной фагоцитов, при этом, связывание в системе лиганд-рецептор приводит к конформационным изменениям белка, который затем очень быстро ферментируется. Продукты деградации фибронектина могут способствовать процессу хемотаксиса.

Определение фибронектина в сыворотке крови и других биологических жидкостях организма может иметь принципиальное значение для прогноза течения инфекций. Так, развитие сепсиса сопровождается резким падением содержания фибронектина в плазме, а стабильно низкий его уровень свидетельствует о неблагоприятном прогнозе для больного. При сепсисе заместительная терапия с помощью препаратов фибронектина дает хороший клинический результат.

Бета-лизины - белки сыворотки крови, обладающие способностью лизировать некоторые бактерии или эритроциты. Они играют вспомогательную роль в литическом действии лизоцима, вырабатываются тромбоцитами и действуют на грамположительные микроорганизмы.

Нормальные антитела. В крови животных и человека, которые ранее не болели и не подвергались иммунизации, обнаруживают вещества, вступающие в реакцию со многими антигенами, но в низких титрах, не превышающих разведения 1:10-1:40. Эти вещества названы нормальными или природными антителами и появляются без контакта организма с анти геном.

Ингибиторы сыворотки крови - неспецифические противовирусные вещества белковой природы, содержащиеся в нормальной нативной сыворотке крови, секретах эпителия слизистых оболочек дыхательного и пищеварительного трактов, в экстрактах органов и тканей. Обладают способностью подавлять активность вирусов вне чувствительной клетки, при нахождении их в крови и жидкостях Ингибиторы подразделяют на термолабильные (теряют свою активность при прогревании сыворотки крови при 60-62 оС в течение 1 ч) и термостабильные (выдерживают нагревание до 100 оС). Ингибиторы обладают вируснейтрализующей и антигемагглютинирующей активностью в отношении многих вирусов.

К неспецифическим факторам защиты относят защитно-адаптационные механизмы, получившие название стресс. Стресс - особое неспецифическое состояние организма, возникающее в ответ на действие различных повреждающих факторов внешней среды (патогенные микроорганизмы и их токсины, холод, тепло, голод, ионизирующая радиация и др.). Адаптационный синдром может быть общим и местным. Он обусловливается действием гипофизарно-адренокортикальной системы, связанной с гипоталамическим центром. Под влиянием стрессора гипофиз начинает усиленно выделять адренокортикотропный гормон (АКТГ), стимулирующий функции надпочечников, вызывая в них усиленное выделение противовоспалительного гормона типа кортизона, снижающего защитно-воспалительную реакцию. Если действие стрессора слишком сильно или продолжительно, в процессе адаптации возникает заболевание.

9. Цитокины и иммунная система

Клетки иммунной системы секретируют большое количество различных белков, обеспечивающих связь между различными типами клеток и тем самым регулирующих иммунный ответ. Такие регуляторные белки носят название цитокины. Ранее было принято называть цитокины лимфокинами (белки, секретируемые лимфоцитами) и монокинами (белки, продуцируемые макрофагами). В отличие от гормонов, каждый из которых оказывает воздействие только на один орган (или мишень), цитокины обладают широким спектром действия по отношению к многим типам клеток и тканей. Для различных типов клеток иммунной системы характерна секреция определенных цитокинов, например, макрофаги секретируют интерлейкин-1 (IL- 1), интерлейкин-6 (IL-6), интерлейкин-12 (IL-12) и т.д. Цитокины отличаются по своей иммунологической активности, и в тоже время, разные цитокины могут вызывать одинаковый клинический эффект.

Номенклатура и функции цитокинов

Название каждому цитокину было дано после его идентификации и определения типа клеток, которые его продуцируют. При этом номенклатура цитокинов не связана с их общими или различными выполняемыми биологическими функциями, а также с их структурным подобием (родство).

Основной функцией цитокинов является воздействие на различные клетки-мишени. Секретируемые определенной клеткой, цитокины могут связываться с рецепторами, расположенными на продуцирующей их клетке (аутокринный эффект), близлежащих клетках (паракринный эффект) или же они могут распространяться по организму и воздействовать на удаленные клетки (эндокринный эффект).

Интерлейкины (IL) - цитокины, регулирующие взаимодействие между лимфоцитами и другими лейкоцитами. Они представляют собой гетерогенную смесь белков, номер интерлейкина отражает временную последовательность его открытия.

Интерфероны (IFN) - гликопротеины, синтезирующиеся в ответ на вирусную инфекцию, иммунную стимуляцию или химическое воздействие. Индуктором синтеза IFN является вирусная РНК. Интерфероны ингибируют репродукцию вируса в инфицированной клетке за счет подавления синтеза белков и нуклеиновой кислоты вируса. Кроме того, IFN активируют нормальные киллерные клетки (NK-клетки), осуществляющие лизис вирусинфицированных клеток, и усиливают экспрессию молекул главного комплекса гистосовместимости (МНС I класса), что приводит к повышенной генерации антивирусных цитотоксических лимфоцитов (ЦТЛ).

Помимо трех основных типов интерферонов у некоторых видов млекопитающие (IFN-б, IFN-в, IFN-г) идентифицированы также IFN-щ и IFN-ф.

Многие цитокины являются факторами роста, стимулируя размножение многих типов клеток. Поэтому, они очень важны как факторы неспецифической защиты организма.

Факторы некроза опухолей (TNF)- являются двумя родственными цитокинами, один из которых секретируется преимущественно макрофагами, другой- Т- клетками. Как видно из их названия, данные цитокины запускают механизм запрограммированной гибели некоторых опухолевых клеток, хотя это и не является их первичной функцией.

Хемокины- представляют собой семейство, состоящее меньшей мере из 14 низкомолекулярных белков, играющих важную роль в воспалении. В зависимости от числа цистеиновых остатков, семейство подразделяется на два подсемейства- б и в. Наиболее важным в биологическом отношении представителем подсемейства б (б - хемокины) является IL-8. IL-8 продуцируется фибробластами, макрофагами, лимфоцитами, гранулоцитами, эндотелиальными клетками, гепатоцитами и кератиноцитами и обладает высокой хемотаксической активностью по отношению к нейтрофилам, базофилам и некоторым Т-клеткам. К подсемейству в (в-хемокины) относятся макрофагальный белок воспаления и моноцитарный хемоаттрактантный белок. Они продуцируются макрофагами, обладают хемотаксической активностью по отношению к моноцитам, эозинофилам и некоторым Т-клеткам а также активируют эозинофилы и стимулируют высвобождение гистамина из базофилов.

Список литературы

1. Дранник Г.М., Гринкевич Ю.А., Дизик Г.М. Иммунотропные препараты. - Киев.: Здоров'я, 1994. - 288 с.

2. Иммунология: Справочник /Х. Амброзиус, М. Андреас, Р. Баэр и др. Киев.: Наукова Думка, 1981.-480 с.

3. Иммунология: В 3-х томах. Т. 1-3. / Под ред. У. Пола М.: Мир, 1987-1988.

4. Иммунитет и его коррекция в ветеринарной медицине / П.А. Красочко, В.С. Прудников, О.Г.Новиков и др. Смоленск: Смоленская городская типография. 2001. - 324 с.

5. Клиническая иммунология и аллергология. В 3-х томах. Т.1-3/ Под ред. Л. Йергера. М.: Медицина, 1990.

6. Микробиология и иммунология в 2 ч. Ч.1. Общая микробиология и иммунология/ А.А. Солонеко, А.А. Гласкович, П.А. Красочко и др.. Минск:, «Пион», 2002 - 248 с.

7. Новиков Д.К., Новикова В.И. Клеточные методы иммунодиагностики. Минск.: Беларусь, 1979. - 222 с.

8. Петров Р.В. Иммунология. - М.: Медицина, 1982. - 368 с.

9. Ройт А. Основы иммунологии. М.: Мир, 1991.

10. Шывырев Н.С. Введение в ветеринарную иммунологию. Курс. Изд. КГСХА, 1999. - 250 с.

11. Фримель Х., Брок Й. Основы иммунологии. М.: Мир, 1986.

Размещено на Allbest.ru