Неспецифические факторы защиты организма. Барьерная функция кожи и слизевых. Лизоцим

Виды иммунитета

Различают иммунитет врожденный и приобретенный.

Врожденным (или видовым) иммунитетом называют присущую данному виду животных или человека генетически закрепленную (поэтому его называют иногда генетическим) невосприимчивость (нечувстви­тельность) к определенным возбудителям болезней или антигенам.

Этот вид иммунитета передается из поколения в поколение и обусловлен генетическими и биологическими особенностямивида. В результате этого, например, микробы или не восприни­маются как генетически чужеродные вещества, или не находят условий для своего жизнеобеспечения и существования в орга­низме. Видовой иммунитет неспецифичен и может быть абсо­лютным и относительным. Например, человек нечувствителен к некоторым возбудителям (поэтому не болеет чумой крупного рогатого скота, вирусными инфекциями, поражающими птиц), к фагам бактерий и т.д. (абсолютный видовой иммунитет). Однако нечувствительная к столбнячному токсину лягушка может за­болеть столбняком, если повысить температуру ее тела. В клас­сических опытах JI.Пастера куры заболевали сибирской язвой, если их лапы переохлаждали.

Приобретенный иммунитет формируется в процессе жизни индивидуума, в результате перенесенного инфекционного забо­левания (постинфекционный иммунитет) или в результате вак­цинации (постеакциналъный иммунитет), а также пассивной передачи антител от иммунной матери плоду при внутриутроб­ном развитии, при серотерапии или гемотрансфузиях. Приобре­тенный иммунитет может возникать естественным путем (есте­ственно приобретенный иммунитет) как результат перенесен­ных инфекций или искусственным путем (искусственно приоб­ретенный иммунитет) после иммунизации, вакцинации, серо­терапии и других манипуляций.

Иммунитет по своему механизму бывает активным и пассив­ным. Активный иммунитет — это вид невосприимчивости, который формируется в результате активного вовлечения в процесс иммунной системы под влиянием конкретного микроба или антигена, например при вакцинации или инфекции. Пас­сивный иммунитет обеспечивается введением в организм извне уже готовых специфически «настроенных» к определенному антигену иммунореагентов, например иммуноглобулинов, им­мунных сывороток или сенсибилизированных лимфоцитов. Как активный, так и пассивный иммунитеты могут быть гумораль­ными (обусловлены преимущественно антителами), клеточными (обусловлены преимущественно иммунными клетками) и гумо­рально-клеточными (смешанная форма реагирования).

Если активный иммунитет может быть напряженным и длительным, то пассивный — непродолжительным и кратков­ременным. Создание пассивного иммунитета используется для экстренной профилактики, а также для лечения инфекционных болезней, особенно при токсикоинфекциях (столбняк, ботулизм).

Различают также иммунитет стерильный и нестерильный. Стерильный иммунитет сохраняется и в отсутствие антигена в организме, а нестерильныйсуществует только при наличии в организме возбудителя (например, при туберкулезе).

В зависимости от локализации иммунитет может быть также общим и местным. Местный иммунитет осуществляет защиту кожных покровов и слизистых оболочек — наиболее вероятных входных ворот для экзогенных инфекционных агентов (подроб­нее см. раздел 9.7). Общий иммунитет обеспечивает генерализо­ванную иммунную защиту внутренней среды макроорганизма. Местный и общий иммунитет могут переходить друг в друга при прогрессировании инфекционного процесса.

По направленности к тому или иному агенту иммунитет подразделяют на противобактериальный, противовирусный, противогрибковый, противогельминтный, антитоксический про­тивоопухолевый, трансплантационный и т.д.

Неспецифические факторы защиты организма. Барьерная функция кожи и слизевых. Лизоцим.

Иммунная система как единый структурный орган иммунитета функционирует по своим, присущим ей специфическим зако­нам, в основе которых лежат общефизиологические закономер­ности. Для выполнения основных функций по поддержанию гомеостаза путем распознавания генетически чужеродных веществ и устранения их неблагоприятного действия на организм им­мунная система располагает эволюционно выработанным ком­плексом реакций и факторов.

Защита организма от антигенов, т.е. поддержание гомеостаза, осуществляется двумя группами факторов:

• факторами, обеспечивающими неспецифическую резистент­ность, т.е. устойчивость организма к антигенам;

• специфическими факторами иммунитета.

К факторам неспецифической резистентности относятся ме­ханические, физико-химические и иммунобиологические барь­еры. Механические барьеры, к которым относятся кожа и сли­зистые оболочки, 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 частичек.

Физико-химическим барьером, разрушающим попадающие в организм антигены, в том числе микробов, являются фер­менты, хлористоводородная (соляная) кислота желудочного сока, альдегиды и жирные кислоты потовых и сальных желез кожи.

Иммунобиологическую защиту осуществляют прежде всего фагоцитирующие клетки, поглощающие и переваривающие антигены (в том числе микробов), а также набор гуморальных компонентов, обеспечивающих неспецифическую защиту: ком­племент, интерферон, защитные белки крови.

Факторы неспецифической резистентности участвуют в за­щите организма от любых антигенов независимо от их природы и характера. Они не имеют специфической направленности действия применительно к конкретному антигену, поэтому их и называют факторами неспецифической резистентности.

 

В неспецифической защите от антигенов важную роль, как указывалось выше, играют три барьера: механический, физико­химический и иммунобиологический. Основными защитными факторами этих барьеров являются кожа и слизистые оболочки, ферменты, фагоцитирующие клетки, комплемент, интерферон, ингибиторы сывороткм крови.

9.3.3.1. Кожа и слизистые оболочки

Многослойный эпителий здоровой кожи и слизистых оболочек непроницаем для микробов и макромолекул. Однако при мало­заметных микроповреждениях, воспалительных изменениях, укусах насекомых, ожогах и травмах через кожу и слизистые оболочки могут проникать микробы и макромолекулы. Вирусы и некоторые бактерии могут проникать в макроорганизм меж- клеточно, через клетки и с помощью фагоцитов, переносящих поглощенных микробов через эпителий слизистых оболочек. Сви­детельством этому служат инфицирование в естественных ус­ловиях через слизистые оболочки верхних дыхательных путей, легких, ЖКТ и урогенитального тракта, а также возможность пероральной и ингаляционной иммунизации живыми вакци­нами.

Лизоцим. Особая и важная роль в естественной резистентно­сти принадлежит лизоциму, открытому в 1909 г. П.Л.Лащенко и выделенному и изученному в 1922 г. А.Флемингом.

Лизоцим — это протеолитический фермент мурамидаза (от лат. murus— стенка) с молекулярной массой 14 000—16 ООО. Он синтезируется макрофагами, нейтрофилами и другими фагоци­тирующими клетками и постоянно поступает в жидкости и ткани организма. Фермент содержится в крови, лимфе, слезах, моло­ке, сперме, в урогенитальном тракте, на слизистых оболочках дыхательных путей, в ЖКТ. Лизоцим отсутствует лишь только в спинномозговой жидкости и передней камере глаза. В сутки синтезируется несколько десятков граммов фермента. Механизм действия лизоцима сводится к разрушению гликопротеинов (мурамилдипептида) клеточной стенки бактерий, что приводит к их лизису и способствует фагоцитозу поврежденных клеток. Следовательно, лизоцим обладает бактерицидным и бактерио- статическим действием. Кроме того, лизоцим активирует фаго­цитоз и образование антител.

Нарушение синтеза лизоцима ведет к снижению резистент­ности организма, возникновению воспалительных и инфекци­онных болезней. В таких случаях для лечения используют пре­парат лизоцима, получаемый из яичного белка или путем биосинтеза, так как он продуцируется некоторыми бактериями.

Химическая структура лизоцима известна, он синтезирован химическим способом.

 

3.фагоцитоз. виды фагоцитирующих клеток. Стадии фагоцитоза. Завершоный и незавершоный фагоцитоз.

Фагоцитоз. Фагоцитоз (от греч. phagos— пожираю, cyios— клетка), 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. Это наиболее древняя форма иммунной защи­ты, которая появилась уже у кишечнополостных. Механизм фагоцитоза состоит в поглощении, переваривании, инактива­ции инородных для организма веществ специализированными клетками — фагоцитами. К фагоцитирующим клеткам И.И.Меч­ников отнес макрофаги и микрофаги. В настоящее время все фагоциты объединены в единую мононуклеарную фагоцитиру­ющую систему. В нее включены тканевые макрофаги (альвеоляр­ные, перитонеальные и др.), клетки Лангерганса (белые отро- стчатые эпидермоциты) и Гренштайна (эпидермоциты кожи), клетки Купфера (звездчатые ретикулоэндотелиоциты), эпители- оидные клетки, нейтрофилы и эозинофилы крови и др.

Функции фагоцитов очень обширны. Фагоциты 1) удаляют из организма отмирающие клетки и их структуры (эритроциты, раковые клетки); 2) удаляют неметаболизируемые неорганичес­кие вещества, попадающие во внутреннюю среду организма тем или иным путем (например, частички угля, минеральную и другую пыль, проникающую в дыхательные пути); 3) погло­щают и инактивируют микробы (бактерии, вирусы, грибы), их останки и продукты; 4) синтезируют разнообразные биологи­чески активные вещества, необходимые для обеспечения рези­стентности организма (некоторые компоненты комплемента, лизоцим, интерферон, интерлейкины и др.); 5) участвуют в регуляции иммунной системы; 6) осуществляют «ознакомление» Г-хелперов с антигенами. Следовательно, фагоциты являются, с одной стороны, своеобразными «мусорщиками», очищающи­ми организм от всех инородных частиц независимо от их при­роды и происхождения (неспецифическая функция), а с другой стороны, участвуют в процессе специфического иммунитета путем представления антигена иммунокомпетентным клеткам (Т- и В- лимфоцитам) и в регуляции их активности.

Процесс фагоцитоза, т.е. поглощения инородного вещества клетками, имеет несколько стадий: 1) приближение фагоцита к объекту поглощения (хемотаксис); 2) адсорбция поглощаемо­го вещества на поверхности фагоцита; 3) поглощение веществапутем инвагинации клеточной мембраны с образованием в цитоплазме фагосомы, содержащей вещество; 4) слияние фаго- сомы с л изосомой клетки с образованием фагол изосомы; 5) пе­реваривание вещества в фаголизосоме с помощью ферментов.Для осуществления своих функций (рис. 9.1) фагоциты имеют рецепторный аппарат и набор литических ферментов. На цитоп­лазматической мембране находятся, например, рецепторы для компонентов комплемента, fc-фрагментов иммуноглобулинов, а также антигены гистосовместимости I и II классов. Внутри­клеточные лизосомы содержат около 40 различных ферментов, способных «переварить» практически любое вещество.

Фагоциты имеют развитую поверхность и очень подвижны. Они способны активно перемещаться к объекту фагоцитоза по градиенту концентрации особых биологически активных ве­ществ — хемоаттрактантов или хемокинов. Такое передвижение названо хемотаксисом (от греч. chymeia— искусство сплавления металлов и taxis— расположение, построение). Это АТФ-зави- симый процесс, в котором участвуют сократительные белки актин и миозин. К хемоаттрактантам относятся, например, фрагментыкомпонентов комплемента (СЗа и С5о), некоторые лимфоки- ны, продукты распада клеток и бактерий.

Адсорбция вещества на поверхности фагоцита осуществляется за счет слабых химических взаимодействий и происходит либо спонтанно, неспецифически, либо путем связывания со специ­фическими рецепторами (для иммуноглобулинов, компонентов комплемента). «Захват» фагоцитом вещества вызывает выработку большого количества перекисных радикалов («кислородный взрыв»), которые вызывают необратимые летальные поврежде­ния как цельных клеток, так и отдельных молекул.

Поглощение адсорбированного на фагоците вещества проис­ходит путем эндоцитоза. Это энергозависимый процесс, связан­ный с преобразованием энергии химических связей молекулы АТФ в сократительную активность внутриклеточных актина и миозина. Окружение фагоцитируемого вещества двуслойной ци­топлазматической мембраной и образование изолированного внутриклеточного пузырька — фагосомы напоминает «застеги­вание молнии». Внутри фагосомы продолжается атака поглощен­ного вещества перекисными радикалами.

После слияния фагосомы и лизосомы и образования в ци­топлазме фаголизосомы происходит активация лизосомных ферментов. Эти ферменты разрушают поглощенное вещество до элементарных составляющих, пригодных для дальнейшей ути­лизации для нужд самого фагоцита. При этом случайный не­большой фрагмент перевариваемого вещества (размером до 9 аминокислот) может быть включен в молекулу антигена гис­тосовместимости II класса и в ее составе выставлен (экспрес­сирован) на поверхности фагоцита для «ознакомления» с ним Г-хелперов (см. раздел 9.4.4). Непереваренные остатки вещества «хоронятся» вместе с погибшим от старости фагоцитом. Фермен­тативное расщепление вещества может также происходить вне- клеточно при выходе ферментов за пределы фагоцита.

Фагоциты, как правило, «переваривают» захваченные бакте­рии, грибы, вирусы, осуществляя таким образом завершенный фагоцитоз. Однако иногда этот процесс бывает незавершенным: поглощенные бактерии (например, гонококки) или вирусы (например, возбудители ВИЧ-инфекции, натуральной оспы) бло­кируют ферментативную активность фагоцита, не погибают, не разрушаются и даже размножаются в фагоцитах. Такой процесс назван незавершенным фагоцитозом.

Процесс фагоцитоза активируется под влиянием антител- опсонинов, адъювантов, комплемента, иммуноцитокинов (ин­терлейкин-2) и других факторов. Механизм активирующего действия антител основан на связывании комплекса антиген- антитело с рецепторами для /с-фрагментов иммуноглобулинов на фагоцитах. Аналогично действует комплемент, который спо­собствует связыванию на специфических для него рецепторах фагоцита (С-рецепторы) комплекса антиген—антитело. Адъюванты укрупняют молекулы антигена и таким образом облегчают процесс его поглощения, так как активность фагоцитоза зави­сит от величины поглощаемой частицы.

Активность фагоцитов характеризуется фагоцитарными по­казателями и опсоно-фагоцитарным индексом. Фагоцитарные показатели оценивают по числу бактерий, поглощенных или переваренных одним фагоцитом в единицу времени. Опсоно- фагоцитарный индекс представляет собой отношение фагоци­тарных показателей, полученных с сывороткой, содержащей опсонины, и контролем. Эти показатели используют в кли­нической практике для определения иммунного статуса паци­ента.