Роль макроорганизма
Макроорганизм в состоянии инфекции называют инфицированным. Основными свойствами макроорганизма, влияющими на инфекционный процесс, являются генетически детерминированные восприимчивость и резистентность. Восприимчивость — способность организма реагировать на внедрение патогенных и условно-патогенных микробов развитием инфекционного процесса. В зависимости от этого патогенность микробов будет проявляться полностью, частично или не проявляться совсем, а инфекционный процесс будет протекать типично, стерто (атипично) или не будет возникать вообще. Восприимчивость как мера чувствительности вида или индивидуума к определенным микробам может быть высокой, слабой или же совсем не проявляться.
Генетически детерминированная резистентность (устойчивость) обусловлена неспецифическими факторами защиты.
Восприимчивость и резистентность макроорганизма зависят от возраста, пола, физиологического состояния и характера обмена веществ. Они меняются в процессе фило- и онтогенеза. Факторы, снижающие резистентность организма, способствуют распространению инфекции, а повышающие резистентность — препятствуют этому. Сильное влияние на них оказывают социальные условия и окружающая среда.
Физические, химические и биологические факторы окружающей среды опосредованно участвуют в развитии инфекционного процесса, оказывая влияние как на микроб, так и на макроорганизм. Внешняя среда и ее природные факторы влияют на человека через социальные условия его жизни: уровень экономического развития общества и его культуры, санитарно-гигиенические условия труда и быта, национальною и религиозные обычаи, особенности питания и др.
Иммунология – наука, изучающая способ защиты организма от всего, чуждого ему генетически. Она изучает структуру и функции системы, контролирующей гомеостаз организма человека за счет специфических механизмов. Эти механизмы обеспечивают распознавание своего и чужого и способны вызывать эффективные защитные реакции против генетически чужеродных агентов – антигенов (АГ).
Основоположником иммунологии является Л.Пастер. В конце 19 века И.Мечников обнаружил феномен фагоцитоза и предложил клеточную теорию иммунитета. Основоположником гуморальной теории иммунитета является Пауль Эрлих, который в крови обнаружил защитные вещества, названные АТ. Он предположил гипотезу специальных рецепторов, обеспечивающих специфичность взаимодействия АТ и АГ, сформулировал основы реакции антиген-антитело. Открытие К.Ланштейнером групп крови человека послужило началом развития неинфекционной иммунологии.
Система защиты организма человека представлена 2 группами филогенетически связанных между собой реакций: неспецифическими и специфическими (иммунными). Между факторами этих групп существует тесная взаимосвязь и взаимодействие, конечным результатом которого является восстановление гомеостаза.
Неспецифическая резистентность – способность организма противостоять действию чужеродных агентов стереотипными механизмами, выработанными в процессе эволюции. Эти механизмы эволюционно более древние, многообразные, весьма вариабельные и не ограничиваются только противомикробной защитой. В основе видовой резистентности лежит биологическая особенность данного вида - отсутствие специфических рецепторов и метаболитов, температура тела, и др. При этом неспецифические механизмы не требуют специальной перестройки в макроорганизме, в онтогенезе созревают первыми и обезвреживают чужеродные агенты сразу после их попадания во внутреннюю среду организма.
Механизмы НР по характеру проявления делят на:
А\общие, Б\ клеточные и В\ гуморальные.
А\ К Общим относят:
1\ характер реактивности организма (нормо-, гипер, гипоэргическая),
2\ Температурная реакция - повышение температуры в ряде случаев инактивирует возбудителей, у лиц, неспособных к выраженной температурной реакции, инфекции имеют часто затяжное течение.
3\Секреторная функция (ферменты и кислота желудочного сока, секреты потовых и сальных желез кожи) и экскреторная функция - кашель, чихание, рвота т др направлены на механическое удаление,
4\.Изменение обмена веществ и рН тканей в неблагоприятную для микробов сторону (естественная кислая среда желудка и влагалища препятствует размножению большинства бактерий).
5\ Воспалительная реакция, способствуюет ограничению и ликвидации очага инфекции. Если микроорганизм проникает в глубину ткани, то на месте его внедрения возникает воспалительный процесс.
6\. Защитное влияние нормальной микробиоты тела, которая в норме занимает рецепторы адгезии на клетках тканей и создает т.н. колонизационную резистентность. Представители микробиоты поддерживают кислотность среды, стимулируют местный иммунитет, участвуют в различных процессах, при этом проявляют антагонистические свойства к большинству патогенных микробов.
Б\ К Клеточным относятся
1). кожа и слизистые оболочки («погран.войска»), которые являются первой линией защиты. Здоровые кожные покровы практически непреодолимы для большинства патогенов за счет постоянного слущивания отмерших клеток и действия секретов кожных желез - молочная кислота пота и жирные кислоты сальных желез оказывают бактерицидное действие.
Слизистые оболочки очищаются за счет: а/ выделения слизи (отсюда и их название), которая представляет собой гелеобразную решетку гликопротеидов,
где задерживаются различные объекты, б/механически - реснички мерцательного эпителия колебательными движениями перемещают слизь с объектами в ней на поверхность, и в)гуморальных факторов, таких как лизоцим, гиалуроновая кислота, секреторные иммуноглобулины, которые обеспечивают местный иммунитет. Кроме этого, активность эпидермоцитов и эпителиоцитов проявляется также в ходе иммунного ответа: они передают информацию о чужеродном агенте специфическим иммунным клеткам.
2)Фагоцитоз. Это наиболее древняя форма защитной реакции, присущая многим простым организмам. Фагоциты И.Мечников разделил на микро- и макрофаги, а по современной классификации – это поли- и мононуклеары соответственно.
К полинуклеарам относят нейтрофилы, эозинофилы, и базофилы.
Нф - основные клетки воспаления, цель которых уничтожение любого чужеродного объекта, Нейтрофилы циркулируют в крови, путем диапедеза выходят в тканевые пространства, где совершают фагоцитоз , при этом сами погибают.Это «клетки - комикадзе».
Мононуклеары – клетки костно - мозгового происхождения, бывают:
а\ подвижные, мигрирующие – моноциты крови и б\фиксированные – тканевые макрофаги: клетки дыхательных путей, перитениальные, клетки Купфера (звезчатые ретикулоэндотелиоциты), Лангерганса (белые отростчатые эпидермоциты), клетки селезенки, лимфоузлов).
Процесс Фагоцитоза протекает в несколько стадий:
1\ хемотаксис - активное перемещение к объекту под действием хемоаттрактантов (бактериальные продукты, компоненты комплемента, ионы К, Mg, цитокины, АТ). Активация хемотаксиса сопровождается быстрым усилением энергетического обмена.
2/адгезия. Адсорбция вещества на поверхности фагоцита происходит спонтанно - за счет химических взаимодействий или путем связывания со специфическим рецепторами.
3\ аттракция (поглощение с образованием фагосомы). Уже на этой фазе микробы погибают под действием перекиси водорода, изменения рН и др. факторов.
4\ киллинг (переваривание). Для этого фагосома сливается с лизосомой, с образованием пищеварительной вакуоли Расщепление объекта происходит под действием около 40 лизосомальных ферментов, способных переварить практически любое вещество.
По отношению к объекту фагоцитоз может быть завершенным, когда объект полностью переваривается, и незавершенным, при котором возбудитель персистирует в цитоплазме поглотившей его клетки. Те бактерии, которые избежали внутриклеточного переваривания нейтрофилами, уничтожаются мононуклеарами - макрофагами. Это главные клетки «разведки». Их продолжительность жизни в несколько раз больше, чем у Нф, а эффективность фагоцитоза в 20 раз выше. Фагоциты обладают выраженным цитотоксическим эффектом за счет секреции простагландинов, лейкотриенов, лизоцима, интерферона, кислородных радикалов.
3. Естественные -нормальные киллеры (NК) («особый отдел НКВД») – лимфоподобные клетки, обладающие естественной цитотоксичностью по отношению к клеткам – мишеням. Мишенями их являются практически все клетки, как собственного организма, так и клетки другого вида. Наибольшую активность проявляют по отношению к опухолевым клеткам. В организме каждую минуту образуется 2 тысячи мутантных клеток, все они уничтожаются NK. Они способны спонтанно, без предварительного контакта с АГ убивать опухолевые клетки и клетки, зараженные вирусом или паразитами. 4. Клетки региональных лимфоузлов. Бактерии, преодолевшие первую линию защиты, задерживаются и обезвреживаются клетками лимфоузлов, поэтому при недостаточности лимфатического аппарата наблюдается склонность к генерализации инфекции.
В\ Гуморальные факторы неспецифической резистентности содержатся в жидкостях организма. К ним относят: комплемент, пропердин, лизоцим, интерфероны, бета-лизины, фибронектин, железосодержащие белки, противовирусные ингибиторы, естественные АТ и др.
Комплемент (С). – один из важнейших факторов гуморальной защиты
В результате многолетних исследований установлено, что под термином «С» подразумевается комплекс белков, способных к самоорганизации, поэтому правильнее называть их системой С. Эта система состоит из более 20 белков –
β-глобулинов, синтезируемых печенью, 9 из которых являются основными и обозначаются С1, С2...С9. В крови они содержатся в форме проферментов, т.е. в неактивном состоянии. Механизм активации С сложен и представляет каскад ферментативных реакций, когда белки С действуют в определенном порядке и продукт предшествующей реакции служит катализатором для включения последующего компонента. В виду очень малой продолжительности существования компоненты С функционируют строго направлено на специфические субстраты и не оказывают влияния на другие белки. В результате каскада образуется комплекс, разрушающий стенку клеток «как иголка воздушный шарик», что приводит к ее лизису.
Существует 2 пути активации С: классический и альтернативный.
А\ По классическому пути активируют С иммунные комплексы АГ+АТ и для запуска этой реакции достаточно 1 молекулы Ig M или 2 молекул IgG (при этом С не связывается с антителами, циркулирующими в крови).
Комплекс АГ+АТ взаимодействует с С1 белком, который распадается на субъединицы, те активируя друг друга, образуют С1-эстеразу, она расщепляя С4 и С2, образует С3 –конвертазу. С3 под воздействием этого фермента расщепляется на С3а и С3b, последний присоединяется к предыдущему комплексу, образуя новый фермент- С3 зависимую пептидазу, активирующую С5, который расщепляется на С5а и С5 b, последний соединяется с С6 и С7 и весь комплекс присоединяется к цитомембране. К ним присоединяются С8 и С9, с образованием С5аС6С7С8С9 - мембраноатакующего комплекса (МАК), который погружается в мембрану, образует канал, через который вода и растворимые вещества выходят из клетки. Ферментативная активность компонентов С проявляется только после их соединения с клеточной поверхностью, которая стабилизирует фермент.
Альтернативный (обводной)путь активации С. Основное функциональное отличие его от классического – быстрота ответной реакции на патоген без участия АТ и ионов Са. Каскадная цепная реакция начинается с непосредственной активации С3 без вовлечения в процесс первых трех компонентов С. Такие вещества, как: ЛПС Гр(-) бактерий, пептидогликан, вирусы, грибы, паразиты, аутоантитела, опухолевые клетки, агрегаты антител классов А, Е, Д, неспособные развязывать классическую схему иммунного цитолиза приводят к самостоятельной активации С3 в присутствии ионов Мg.
В процессе активации системы С любым путем образуется ряд фрагментов, обладающих высокой биологической активностью, например, С1-С3 – являются опсонинами, С3а и С5а –анафилотоксинами.
Пропердин – (лат. - pro perdere – подготавливаю к разрушению). В 1954 г. Пиллерман установил, что один из белков сыворотки крови способен активировать комплемент. Он является γ-глобулином и находится в неактивном состоянии. Сейчас принято говорить о системе пропердина, которая представлена – самим пропердином, фактором В –функциональный аналог С2а, и фактором Д –протеиназой, принимающих участие в расщеплении С3 на правах проактиваторов.
Лизоцим – низкомолекулярный белок, фермент мурамидаза, расщепляющий пептидогликан клеточной стенки бактерий. Он содержится во многих секретах человека и теплокровных (кроме пота и мочи). Синтезируется тканевыми макрофагами и молодыми нейтрофилами.
Лизоцим стимулирует фагоцитоз и синтез антител. Поэтому снижение его уровня способствует развитию инфекции или атипичному течению патологического процесса.
ИФН – гликопротеины класса индуцибельных белков, которые выполняют контрольно-регуляторные функции. Механизм действия связан с опосредованным угнетением репродукции вирусов. Интерферон, синтезированный клеткой, выходит из нее и связывается со специфическими рецепторами этой же или соседних клеток. Эти рецепторы индуцируют синтез эндонуклеаз и протеинкиназ, которые расщепляют вирусную иРНК и блокируют синтез вирусных белков на рибосомах. ИФНы видоспецифичны (каждый биологический вид продуцирует свой, неспособный проявлять п\вирусное действие в условиях организма другого вида, и, в то же время, не обладают вирусспецифичностью, т.е. активны против любых вирусов.
Различают 3 класса ИФН : α –интерферон (семейство из 20 белков) лейкоцитарный, т.к. продуцируется лейкоцитами крови, обладает выраженным противовирусным и противоопухолевым действием.
β –интерферон (фибробластный) – продуцируется фибробластами и эпителиальными клетками, у него превалирует противоопухолевая активность.
γ - интерферон (иммунный), т.к. продуцируется активированными Т-лимфоцитами и NK, наиболее выражено иммуномодулирующее действие.
Получены и рекомбинантные ИФН – реоферон, реальдерон, берофор, и др. ИФНы широко применяют с лечебно-профилактической целью при многих вирусных инфекциях, лечения хламидиозов, риккетсиозов, и как иммуномодуляторы при злокачественном росте, аутоиммунных и паразитарных заболеваниях.
Острофазные белки (ОФБ). Получили название от того, что их уровень в крови резко увеличивается при остром воспалении. К ним относят:
а/С-реактивный белок(СРБ). Он связывается в сыворотке с различными токсическими для организма веществами и активирует С, стимулирует фагоцитоз, б/сывороточный амилопротеин (АПА) очищает плазму от токсических веществ, его уровень в 1000 раз больше, чем СРБ; в/Фибронектин (ФН) – в организме находится в 2-х формах: растворимой (в плазме) и нерастворимой (в тканях). Это высокомолекулярный гликопротеид, имеющий много центров связывания с бактериями, способствует их фагоцитозу, т.к. у фагоцитов есть рецепторы к этому белку. г\Трансферрин (ТРФ) и лактоферрин - железосодержащие белки. Трансферрин содержится в сыворотке крови, лактоферрин - в различных внешних секретах. Эти белки конкурируют с микроорганизмами за присоединение железа, находящегося во внутренней среде организма. Кроме того, почти на всех клетках крови, в том числе и Лф, есть рецепторы к ТРФ, число которых зависит от функционального состояния клеток (быстро размножающиеся клетки несут большее число рецепторов). Получены МКА к этим рецепторам , что может быть использовано для элиминации опухолевых клеток из крови поле операции.
Специфические механизмы защиты являются следствием специфической перестройки макроорганизма под воздействием определенного агента и направлены только против него.
Иммунитет (лат. –“immunitas“ - освобождение, неприкосновенность).
Современное определение: иммунитет - это комплекс специфических реакций, которые обеспечивают гомеостаз организма, предохраняя его от всех генетически чужеродных веществ и сохраняют его биологическую и видовую индивидуальность.
Виды иммунитета . Иммунитет бывает врожденный и приобретенный.
Врожденный иммунитет (или видовой) - система защитных факторов организма, присущих данному виду как наследственно обусловленное свойство. Так, собаки никогда не болеют чумой человека, животные –гонореей и сифилисом. Еще его называют конституционным, т.к. он создается анатомическими, физиологическими, клеточными и молекулярными факторами, которые являются естественными составляющими элементами организма.
Приобретенный иммунитет создается в процессе индивидуальной жизни организма. По происхождению делится на:
естественный (возникает самопроизвольно) и
искусственный (в результате преднамеренной иммунизации).
Обе эти формы приобретенного иммунитета могут быть-
активными (организм сам участвует в его формировании) и
- пассивными (организм получает готовые защитные факторы).
Естественный активный иммунитет - постинфекционный - после перенесенной явной или скрытой инфекции, т.е. естественным путем. Естественный пассивный иммунитет - плацентарный – ребенок при рождении имеет готовые антитела матери, поступившие к нему через плаценту, т.е. естественным путем. Эти АТ обеспечивают его защиту в течение первых месяцев жизни, пока его собственные механизмы синтеза еще недоразвиты.
Искусственный активный -поствакцинальный. Создается искусственным путем за счет введения вакцин. Наиболее стойкий иммунитет. развивается после введения живых вакцин, продолжительность его зависит от свойств вакцин, методов введения состояния организма и др.
Искусственный пассивный - постсывороточный - развивается в результате введения готовых антител в виде иммунных сывороток или
γ-глобулинов (сам организм пассивен). Возникает быстро, но и сохраняется не более 2-3 недель.
По направленности как активный, так и пассивный иммунитет может быть -
антимикробный (антибиактериальный, противопаразитарный, противовирусный), антитоксический и противотканевой (противоопухолевый, трансплантационный, и при аутоиммунных процессах).
Отдельно выделяют местный иммунитет. Ведущую роль в местном иммунитете. играют секреторные Ig класса А, которые содержатся в секретах слизистых, слюне, молозиве и других жидкостях в значительно большем количестве, чем в крови.