Резистентность, виды иммунитета и практическое значение иммунологии.

План:

1. Иммунологическая реактивность и иммунитет.

2. Виды иммунитета.

3. Аллергия и анафилаксия.

4. Практическое использование иммунологии.

В соответствии с современными представлениями, естественная резистентность (ЕР) и противоинфекционный иммунитет — это различные механизмы защиты организма животных от инфекционных болезней, хотя и формируются на основе иммунологической реактивности.

Иммунологическая реактивность (ИР) — это способность организма вырабатывать защитные реакции.

К естественной резистентности относят так называемые неспецифические механизмы, а все, что связано со специфическими механизмами, определяют как то или иное проявление противоинфекционного имммунитета (рис. 4).

Неспецифическая устойчивость организма (естественная резистентность) определяется многочисленными физиологическими приспособлениями, выработанными в процессе эволюции, имеющими врожденный характер. Эти естественные защитные факторы неспецифичны, так как обеспечивают защиту организма от действия любого патогенного микроба.

К основным факторам естественной резистентности относят:

- барьерную функцию кожи и слизистых оболочек - неповрежденная здоровая кожа непроницаема для большинства патогенных микробов, за исключением возбудителей бруцеллеза, туляремии, стригущего лишая и парши. Ее роговой слой имеет кислую реакцию, что препятствует размножению бактерий. Секреты потовых и сальных желез бактерицидны для гемолитических стрептококков, сальмонелл, кишечной палочки. Это объясняется кислой реакцией пота и наличием в нем лизоцима.

Неповрежденные слизистые оболочки также являются механическим барьером на пути проникновения патогенных микробов. Кроме того, в слюне, слезах, носовой слизи и мокроте также содержится лизоцим и находится секреторный иммуноглобулин А. Мерцательный эпителий слизистых оболочек дыхательных путей способствует удалению микробов из организма;

- барьерную функцию лимфоузлов, в них задерживаются и обезвреживаются микроорганизмы, проникшие через повреждения кожи и слизистых оболочек;

- фагоцитоз (уничтожение микроорганизмов лейкоцитами и макрофагами в тканях организма);

- защитные свойства нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта;

- гуморальные факторы - обезвреживание микробов, проникших в кровь и другие ткани организма, обеспечивают также не специфические гуморальные факторы защиты: содержащиеся в плазме крови и тканевых жидкостях бактерицидные вещества — лизоцим, нормальные бактериолизины, комплемент. К неспецифическим гуморальным факторам защиты относят также абластин, пропердин, лейкины.

- защитную роль играет воспалительная реакция,развиваю­щаяся в месте внедрения микробов или в лимфатических уз­лах. Вследствие скопления лейкоцитов и образования защитного вала микроорганизмы фиксируются, локализуются в очаге воспаления и зачастую полностью уничтожаются фагоцитами. Как уже было сказано, фагоцитоз имеет очень важное защит­ное значение. Если захваченные фагоцитами микробы погибают и полностью лизируются, фагоцитоз называют завершенным. Но в ряде случаев поглощенный возбудитель не погибает и даже размножается в фагоцитах (незавершенный фагоцитоз). К тому же фагоциты неактивны в отношении вирусов и неко­торых высоковирулентных бактерий (капсульные формы возбу­дителя сибирской язвы и др.).

В случае развития какой-либо инфекции защитные реакции общего характера постепенно приобретают специфическую на­правленность.

Иммунитет — состояние невосприимчивости организма животного или человека к действию патогенных микробов, их токсинов и других чужеродных веществ биологической природы. Сущность иммунитета состоит в проявлении комплекса физиологических защитных реакций, обеспечивающих постоянство внутренней среды организма при внедрении и действии патогенных агентов. Способность к проявлению защитных реакций имеет наследственный характер или приобретается в течение жизни.

Виды иммунитета. По признаку происхождения различают два вида иммунитета: врожденный и приобретенный.

Врожденный (видовой, наследственный) иммунитет это невосприимчивость некоторых видов животных к действию возбудителей болезней, поражающих другие виды. Он передается по наследству и связан с физиологическими и биологическими особенностями организма животных. Известно, например, что крупный рогатый скот никогда не болеет мытом, нечувствителен к возбудителю чумы свиней. Врожденный иммунитет очень прочен, но не абсолютен. После искусственного понижения температуры тела удавалось вызывать сибирскую язву у кур, имеющих врожденный иммунитет к этой болезни (опыты Пастера).

Приобретенный иммунитет развивается как следствие реакции на действие патогенных микробов, проникших в организм и вызвавших инфекционный процесс, или в результате искусственной иммунизации. При этом изменяется реактивность животного по отношению к возбудителю данной болезни (или токсину), вырабатывается способность к его разрушению, обезвреживанию или удалению. Приобретенный иммунитет не наследуется и менее стоек, чем врожденный.

Приобретенный иммунитет может быть:

- Естественный приобретенный иммунитет, развившийся после перенесенной инфекции (постинфекционный), называют активным, поскольку невосприимчивость обусловлена иммунологической перестройкой организма. Сохраняется такой иммунитет 1—2 года, но в некоторых случаях — пожизненно (например, у собак, переболевших чумой, у овец, переболевших оспой).

Естественный приобретенный иммунитет может быть и пассивным, возникающим в результате передачи антител от матери к плоду через плаценту или молодняку с молозивом (колостральный иммунитет) и молоком. В таких случаях состояние невосприимчивости сохраняется от нескольких недель до нескольких месяцев.

- Искусственный приобретенный иммунитет развивается в результате введения вакцин (в том числе анатоксинов), а также сывороток крови переболевших или гипериммунизированных животных или выделенных из этих сывороток глобулинов. Иммунитет, обусловленный вакцинацией, называют активным, вакцинным. Вакцинный иммунитет обычно развивается через 7—14 дней и сохраняется от нескольких месяцев до 1—2 лет. Введение сывороток крови или их глобулинов, содержащих готовые антитела, обеспечивает быстро наступающий искусственный пассивный иммунитет, который сохраняется от 8 до 20 дней.

Иммунитет, сохраняющийся после освобождения организма животного от возбудителя перенесенной болезни, называют стерильным. Если же переболевшее животное приобретает невосприимчивость, но не освобождается от микроба-возбудителя, говорят о нестерильном, или инфекционном, иммунитете (премуниция). Такой иммунитет сохраняется, пока в организме существует соответствующий возбудитель, стимулирующий выработку антител (например, при туберкулезе), или впоследствии переходит в стерильный иммунитет (при бруцеллезе).

В зависимости от характера иммунизирующего антигена различают антибактериальный, противовирусный и антитоксический иммунитет. Иммунитет называют антибактериальным, или противовирусным, если формируется невосприимчивость к действию возбудителя болезни, способность к его быстрой нейтрализации и уничтожению.

Невосприимчивость к действию экзотоксина называют антитоксическим иммунитетом.

Выработку иммунитета осуществляет самостоятельная им­мунная система, клетки которой, называемые лимфоидными. К лимфоидным органам, ответственным за иммунитет, относят; костный мозг, тимус (вилочковую железу), селезенку, лимфатические узлы, лимфоидную ткань желудочно-кишечного тракта (миндалины, пейеровы бляшки), у птиц, кроме того,— фабрициеву сумку (бурсу).

Главная клеточная фигура иммунной системы — лимфоцит. В зависимости от места возникновения различают Т- и В-лимфоциты.

В противовирусном иммунитете принимают участие и мак­рофаги (пожиратели чужеродных частиц). К ним относят моно­циты крови и тканевые макрофаги, находящиеся в крови, сое­динительной ткани, костном мозге, печени, легких, нервной си­стеме и других органах и системах. Ранее считалось, что фаго­цитоз не имеет существенного значения в защите от вирусных болезней. Вирусы легко адсорбируются на поверхности лейкоци­тов и проникают в них. Однако фагоциты оказались неспособ­ными переваривать захваченные вирионы. В то же время уста­новлено, что фагоциты, содержащие вирусы, не могут фагоци­тировать бактерии. В результате этого при вирусных инфекциях в ряде случаев снижается резистентность к бактериальным бо­лезням. По современным представлениям, фагоцитоз играет важную роль в противовирусном иммунитете, но проявляется не фагоцитозом вирионов, а фагоцитозом инфицированных ими чувствительных клеток.

В противовирусном иммунитете различают как бы две сто­роны: 1) взаимодействие иммунной системы животного с вне­клеточным вирусом, вирионом; 2) взаимодействие ее с вирусом, уже внедрившимся в клетку, по существу, с клеткой, заражен­ной вирусом.

Иммунные реакции на внеклеточные вирионы сходны с ре­акциями на бактерии и токсины и проявляются выработкой ан­тител, направленных непосредственно на патогенный агент. В-лимфоциты после взаимодействия с Т-лимфоцитами и макро­фагами превращаются в плазматические клетки, активно синте­зирующие антитела. Эта система иммунитета называется гумо­ральным иммунитетом. Ее главный орган — костный мозг, цент­ральная фигура — В-лимфоцит. При большинстве вирусных болезней в организме животного образуются вируснейтрализующие антитела, которые нейтрализуют вирус до того, как он свяжется с чувствительными клетками. Смесь вируса и антител нейтральна, то есть она не заражает живот­ных.

Защитные реакции на внутриклеточный вирус действуют опосредованно через клетку, зараженную вирусом. Этот тип иммунитета называют клеточным, и действует он только против вирусов. Здесь главный орган — тимус, центральная фигура — Т-лимфоцит. Т-лимфоциты выделяют медиаторы, называемые лимфокинами, обеспечивающие развитие иммунных реакций. Например, Т-лимфоцит, обнаружив чужеродную клетку-ми­шень, выделяет медиатор, который не позволяет макрофагу обойти эту клетку. Она будет поражена Т-лимфоцитом и по­глощена макрофагом (реакция фагоцитоза). Имеются медиа­торы, уменьшающие клеточное размножение, лимфотоксины, которые уничтожают клетки-мишени путем их деструкции (ре­акция цитолиза).

Антигены. Антигенами называют чужеродные органические вещества коллоидной структуры, которые при поступлении в организм вызывают образование специфических антител (антигенность) и проявляют способность вступать во взаимодействие с ними (антигенная реакция). Эти свойства наиболее присущи белкам. Поэтому чужеродные белки, как и содержащие их сыворотки, токсины, бактерии, вирусы, называют полноценными антигенами. Липиды и сложные углеводы (полисахариды) не вызывают образования антител, но способны вступать в реакцию с ними. Такие вещества называют неполноценными антигенами (гаптенами). При введении в организм в смеси или в соединении с белками гаптены приобретают свойства полноценных антигенов. Известно, что в состав бактерийных клеток входят белки, полисахариды, липоиды и сложные комплексные соединения, то есть и полноценные антигены и гаптены. Хорошо выраженными антигенными свойствами обладают токсины микробов, яды растительного и животного происхождения (яды пчел, змей, скорпионов), различные ферменты.

Антитела. Антителами (защитными телами) называют специфические белки, которые продуцируются клетками лимфоидных органов высших животных при поступлении антигенов. Взаимодействуя с соответствующими антигенами, антитела обеспечивают их обезвреживание. Антитела обнаруживают в сыворотке крови, в лимфе, в экстрактах различных тканей. Они появляются в процессе развития явной или скрытой инфекции, в результате активной иммунизации. В этих случаях их называют иммунными антителами в отличие от «нормальных» антител, в незначительном количестве содержащихся в сыворотке крови не болевших и неиммунизированных животных. О содержании антител судят по титру сыворотки — наибольшему ее разведению, в котором еще проявляется действие на соответствующий антиген.

Установлено, что антитела являются иммуноглобулинами сыворотки крови. Их разделяют на 5 классов: IgA, IgD, IgE, IgM, IgG.

Иммуноглобулины, действующие на возбудителей инфекционных болезней, относятся к трем из этих классов — IgA, IgG, IgM.

Антитела термолабильны (разрушаются при 70°), но сохраняются при высушивании и замораживании сыворотки. Они вырабатываются лимфоидными клетками, в первую очередь плазматическими, и появляются в сыворотке крови уже через несколько дней после поступления антигена в организм. Титр сыворотки быстро нарастает, достигая определенного максимума, а затем постепенно снижается. Но и после исчезновения антител организм сохраняет «иммунологическую память» — способность реагировать на повторное поступление того же антигена более ускоренным образованием антител. Этим объясняется эффективность метода ревакцинации. Соприкосновение с антигеном «запоминают» малые лимфоциты, сохраняющиеся в организме годами. Они не только хранят иммунологическую информацию, но и переносят ее антителообразующим клеткам.

Бывают случаи, когда иммунный ответ организма на определенный антиген отсутствует. Такое состояние названо иммунологической толерантностью. Она возникает, если организм контактировал с данным антигеном в период эмбрионального развития. Так, телята, полученные от зараженных бруцеллезом коров, часто не реагируют на введение противобруцеллезной вакцины. Толерантность поддерживается в течение всего периода сохранения в организме соответствующего антигена. Возможна и неспособность к синтезу иммуноглобулинов, связанная с врожденной функциональной недостаточностью лимфоидной системы (врожденные иммунодефицита) или с действием некоторых вирусов, с тяжелыми воспалительными процессами, интоксикацией, дефицитом белков (приобретенные иммунодефицита).

Кроме антител (специфических для каждого вируса) организм вырабатывает защитные вещества — сывороточные и тканевые ингибиторы, способные взаимодействовать с вирусами и подавлять их активность, а также интерферон, противовирусный белок. Он характеризуется неспецифичностью своего действия — активен не только против вируса, который вызвал его появление, но и против ряда других вирусов. Вредное воздействие на вирусы оказывает повышенная температура тела. К неспецифическим факторам противовирусного иммунитета относится функция выделительной системы — вирусы могут выделяться со слюной, с секретом респираторного тракта, моло­ком, через кишечник.

Действие клеточных и гуморальных факторов иммунитета находится под влиянием общефизиологических и гормональных реакций и управляется центральной нервной системой.

В случае развития какой-либо инфекции защитные реакции общего характера постепенно приобретают специфическую направленность.

Факторы, понижающие сопротивляемость организма. Активность многообразных защитных приспособлений тесно связана с общим физиологическим состоянием организма и в значительной степени зависит от влияния внешних факторов. Количественная и качественная неполноценность рационов, нарушения требований зоогигиены, действие других неблагоприятных факторов внешней среды могут вызвать снижение сопротивляемости организма животного, способствуют развитию инфекции.

Аллергия и анафилаксия.

Аллергия — состояние измененной реактивности к определенному антигену, проявляющееся при повторном его поступлении в организм реакциями повышенной чувствительности (гиперчувствительности). Различают гиперчувствительность немедленного и замедленного типа. Основные формы реакций повышенной чувствительности немедленного типа — анафилаксия и сывороточная болезнь, инфекционная аллергия.

- Анафилаксия — реакция чрезмерно повышенной чувствительности организма к повторному парентеральному введению чужеродного белка. Вещества, вызывающие анафилаксию, называют анафилактогенами. Анафилактогенные свойства наиболее выражены у животных белков, особенно у сывороточных глобулинов.

Первую дозу белка, вызывающего анафилаксию, называют сенсибилизирующей. Повышенная чувствительность развивается у животных через 8—12 дней после введения этой дозы, достигает максимума через три недели, а затем постепенно ослабевает, но в общем может сохраняться несколько месяцев, а иногда и несколько лет.

Вторую дозу того же чужеродного белка называют разрешающей. После ее введения немедленно развивается анафилактический шок (беспокойство животного, сильная одышка, учащение пульса, клонические судороги, слюнотечение, усиленное потоотделение, отеки). Возможен быстро наступающий летальный исход.

У сельскохозяйственных животных анафилактическая реакция может возникнуть при введении чужеродной гипериммунной сыворотки (повторная инъекция лошадиной противо сибиреязвенной сыворотки крупному рогатому скоту, овцам или свиньям). С целью предупреждения шока в таких случаях сначала вводят небольшое количество сыворотки (десенсибилизирующая доза), а затем весь остальной ее объем (метод А. М. Безредки). Известны случаи анафилактических реакций при повторном введении вакцин, содержащих чужеродный белок, например, у крупного рогатого скота, сенсибилизированно­го лапинизированной противоящурной вакциной. Основа механизма анафилактического шока — реакция между поступившим в организм анафилактогеном и адсорбированными на поверхности клеток антителами к нему. В результате этой реакции высвобождается большое количество гистамина, ацетилхолина и других биологически активных веществ. Местное и общее действие этих веществ и определяет основные клинические проявления шока. В настоящее время известны неспецифические средства предупреждения анафилаксии — димедрол, супрастин, пипольфен, уретан, хлористый кальций и др. Все они обладают десенсибилизирующими свойствами.

- Сывороточная болезнь, являющаяся особой формой анафилактической реакции, развивается у некоторых животных после однократного и первичного введения больших доз чужеродной сыворотки. Появляется сыпь, напоминающая крапивницу, возникают сильный кожный зуд, отеки, повышается температура тела, увеличиваются лимфатические узлы, из-за болей в суставах затрудняются движения животных. Выздоровление наступает только через несколько дней. Для профилактики сывороточной болезни рекомендуют 30—60 мин прогревать сыворотку при 56 °С. В качестве лечебных средств можно использовать димедрол, дипразин.

Практическое использование достижений иммунологии. Важ­ное место в общем комплексе противоэпизоотических мероприя­тий занимает специфическая профилактика инфекционных бо­лезней. Для этого используют вакцины, иммунные сыворотки и выделенные из них иммуноглобулины.

Серологические реакции (реакции иммунитета) широко ис­пользуют при диагностике инфекционных болезней (обнаруже­ние антител или антигена), с целью быстрой индикации возбу­дителя в патологическом материале и объектах внешней среды. В этой связи необходимо упомянуть о методе флуоресцирующих антител, который сочетает специфичность серологической реак­ции и высокую чувствительность метода люминесцентной мик­роскопии. Этот метод основывается на соединении антигена с меченым антителом, в молекулу которого введен флуоресци­рующий краситель (обычно изоцианат флуоресцеина). При просмотре препаратов под люминесцентным микроскопом уль­трафиолетовые лучи вызывают желтовато-зеленое свечение комплекса антиген -+- меченое антитело. При прямом методе флуоресцирующих антител с помощью известных флуоресцирую­щих сывороток выявляют и идентифицируют антиген, при непря­мом — определяют антитело по известному антигену. Метод флуоресцирующих антител используют для экспресс-диагности­ки бешенства, болезни Ауески, чумы свиней, листериоза и мно­гих других инфекционных болезней. Внедряется в практику метод иммуноферментной диагностики, основанный на исполь­зовании антител, меченных светорассеивающими ферментами (пероксидазой хрена, например). В этом случае комплекс анти­ген + антитело можно выявить под обычным микроскопом. Для диагностики ряда инфекционных болезней, типирования микро­бов и анализа их антигенной структуры в последние годы ис­пользуют моноклональные антитела, выработанные только од­ним клоном (типом) иммунокомпетентных клеток и в связи с этим одинаковые по классу, типу, специфичности. Способностью вырабатывать только один тип антител обладают клеточные гибриды — гибридомы, искусственно получаемые путем слияния клеток селезенки животных, иммунизированных определен­ным антигеном, с опухолевыми клетками миеломы мышей.

Серологические реакции позволяют также определять имму­нологическую эффективность проведенной вакцинации живот­ных (изучают динамику титра сыворотки). Это важно для разработки рациональных схем иммунизации, изыскания опти­мальных доз и способов введения вакцин. Существенное значе­ние имеет изучение иммунологической структуры поголовья животных. Это позволяет выявлять группы животных, подлежа­щих дополнительной вакцинации, изучать масштабы распрост­ранения некоторых инфекций.

Аллергические пробы, как уже было сказано, применяют для диагностики ряда инфекционных болезней.

Лекция №4