Неспецифические факторы иммунитета.
Неспецифическая резистентность организма выработалась в процессе длительной эволюции и является свойством всей популяции вида однотипно реагировать на внедрение микроорганизмов, используя для их подавления естественно-физиологические факторы антиинфекционной защиты.
К неспецифическим факторам рузистентности относятся следующие:
● механические
● физико-химические
● иммунобиологические
Механические барьеры, создаваемые кожей и слизистыми оболочками, 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 инородных частиц.
Многослойный эпителий здоровой кожи и слизистых оболочек непроницаем для микробов и макромолекулу. Однако при малозаметных микроповреждениях, воспалительных изменениях, укусах насекомых, ожогах и травмах через кожу и слизистые оболочки могут проникать микробы. Вирусы и некоторые бактерии попадают в организм межклеточно и с помощью фагоцитов, переносящих поглощенных микробов через эпителий слизистых оболочек.
Физико-химическим барьером, разрушающим попадающие в организм антигены, являются ферменты, хлористоводородная (соляная) кислота желудочного сока, альдегиды и жирные кислоты потовых и сальных желез кожи.
На чистой и неповреждённой коже обычно содержится мало микробов, так как потовые и сальные железы постоянно выделяют на поверхности кожи вещества, обладающие бактерицидным действием (уксусная, муравьиная, молочная кислота).
Желудок также является барьером для проникающих перорально бактерий, вирусов, антигенов, так как они инактивируются и разрушаются под влиянием кислого содержимого желудка (рН 1,5 – 2,5) и ферментов. В кишечнике инактивирующим фактором служат ферменты, бактериоцины, образуемые нормальной микрофлорой кишечника, а также трипсин, панкреатин, липаза, амилаза и желчь.
Особая роль в антимикробном действии принадлежит ферменту лизоциму. Этот протеолитический фермент, открытый в 1909 г. П.Л.Лащенко и выделенный в 1922 г. А.Флемингом, получил название «мурамидаза», так как разрушает клеточную стенку бактерий и других клеток, вызывая их гибель и способствуя фагоцитозу. Лизоцим вырабатывают макрофаги и нейтрофилы. Содержится он вбольших количествах во всех секретах, жидкостях и тканях организма (кровь, слюна, слёзы, молоко, кишечная слизь, мозг и т.д.). снижение уровня фермента приводит к возникновению инфекционных и других воспалительных заболеваний. В настоящее время осуществлён химический синтез лизоцима, и он используется как медицинский препарат для лечения воспалительных заболеваний.
Иммунобиологическую защиту осуществляют прежде всего фагоцитирующие клетки, поглощающие и переваривающие микрочастицы с антигенными свойствами, а также набор гуморальных компонентов, обеспечивающих неспецифическую защиту: система комплемента, интерферон, защитные белки крови. Существенную роль играют также нормальная микрофлора и воспаление.
Нормальная симбиотическая микрофлора. Состав микрофлоры, населяющей кожу и слизистые оболочки человека, довольно постоянен. Эти микроорганизмы находятся в антагонистических взаимоотношениях с патогенными микробами, препятствуя их размножению и проникновению в организм. Например, лучистые грибы, чудесная палочка выделяют антибиотические вещества (цины) губительно действуя на другие микробы. Кишечная палочка выделяет молочную кислоту, делающую среду обитания микроорганизмов кислой, что препятствует размножению гнилостных и патогенных микробов в кишечнике отношениях
Нормальная микрофлора кишечника участвует в синтезе витаминов, интерференции и стимуляции иммунной системы. Естественным неспецифическим стимулятором иммуногенеза является мурамилдипептид, образующийся из микрофлоры, под влиянием лизоцима и других литических ферментов, находящихся в кишечнике.
Воспаление – многокомнонентная местная сосудисто-тканевая защитно-приспособительная реакция организма на проникновение микробов во внутреннюю среду организма, т.е. ответ тканей на присутствие чужеродных микроорганизмов или повреждение. Представляет собой жизненно важный защитный механизм организма, в котором участвуют фагоциты, антитела и комплемент, накапливающиеся в месте микробной инвазии или повреждения. Скапливающиеся вокруг патогенных микробов фагоциты (лейкоциты) препятствуют распространению микробов в кровоток, подлежащие ткани и внутренние органы.
Острая воспалительная реакция развивается в течение первого часа после повреждения тканей и значительно отличается от пролонгированного (хронического) воспаления. Её классическая формула – rubor, tumor, calor, dolor et function lesa symptomata inflammationis sunt (покраснение, опухоль, повышенная температура, цвет, болезненность и нарушение функции с симптомами воспаления) – употребляется в медицине с античных времён.
Воспалительная реакция и повреждение тканей приводят к тому, что в организме начинают синтезироваться новые белки (медиаторы реакции – интерлейкин-1, интерлейкин-6, цитокины, секретируемые макрофагами) и происходят защитные реакции, сопровождающиеся повышением температуры (лихорадкой), апатией (летаргией) и мышечной слабостью, нейтрофилией (увеличением количества нейтрофилов в крови). В очаге воспаления активируется фагоцитарная реакция.
Фагоцитоз (от греч. рhagos – пожираю, cytos – клетка), открытый и изученный И.И.Мечниковым, обеспечивает резистентность организма, защиту от чужеродных и инородных веществ, в том числе микробов. Механизм фагоцитоза состоит в поглощении, переваривании, инактивации инородных для организма веществ специальными клетками – фагоцитами.
К
фагоцитирующим клеткам И.И.Мечников
отнёс макрофаги (моноциты крови,
гистиоциты, эндотелиальные и ретикулярные
клетки внутренних органов) и микрофаги
(нейтрофилы, базофилы, эозинофилы) В
настоящее время все фагоциты объединены
в единую мононуклеарную фагоцитирующую
систему. В неё включены тканевые макрофаги
(альвеолярные, перитонеальные и др),
клетки Лангерганса (белые отростчатые
эпидермоциты), и Гренштайна (эпидермоциты
кожи), клетки Купфера (звёздчатые
ретикулоэндотелиоциты), эпителиоидные
клетки, нейтрофилы и эозинофилы крови
и др. Переваривающая способность
фагоцитов определяется наличием большого
набора лизосомальных гидролитических
ферментов, разрушающих полимерные
молекулы до мономеров.
Процесс фагоцитоза имеет несколько стадий:
• Миграция и хемотаксис (приближение фагоцита к микробу);
• Адгезия (прилипание фагоцита к микробу)
• Эндоцитоз (поглощение). Поглощение объекта происходит путём инвагинации клеточной мембраны с образованием в цитоплазме фагосом или происходит образование выростов мембраны – псевдоподий, окружающих чужеродную клетку, с последующим формированием вакуоли (фагосомы) и слиянием её с лизосомами (образование фаголизосом);
• Перевариание (процессинг). Инактивация и фермантативное расщепление микроба в фаголизосоме, проявляющееся набуханием, фрагментацией и лизисом с полной деградацией до аминокислот и низкомолекулярных соединений.
После завершения фагоцитоза одна часть разрушенных компонентов микробной клетки удаляется во внеклеточную среду, другая – остаётся на поверхности фагоцитирующей клетки. Если антиген разрушен частично, то вслед за фагоцитозом начинается антителообразование.
Различают завершенный и незавершённый фагоцитоз. При завершённом фагоцитозе происходит полное переваривание и бактериальная клетка погибает. При незавершённом фагоцитозе микробные клетки не погибают, остаются жизнеспособными и даже иногда размножаются в фагоцитах. Это обеспечивается различными механизмами. Так, микобактерии туберкулёза и токсоплазмы препятствуют слиянию фагосом с лизосомами; гонококки, стафилококки и стрептококки нередко устойчивы к действию лизосомальных ферментов, риккетсии и хламидии могут долго персистировать в цитоплазме вне фаголизосомы.
Активность фагоцитов характеризуется фагоцитарным показателем и опсоно-фагоцитарным индексом. Фагоцитарные показатели оцениваются 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 человека.
Стимулируют фагоцитоз ингибиторы микробов, нормальные антитела, опсонины, специфические иммуноглобулины, цитокины, соли кальция, магния и другие электролиты, адреналин, гистамин, пирогенные вещества, анаболические гормоны.
Угнетают фагоцитоз ферменты агрессии, капсула бактерий, ацетилхолин, антигистаминные вещества (димедрол), кортикостероиды, алкалоиды.
Гуморальные факторы иммунитета, обеспечивающие врождённую резистентность организма, очень разнообразны. Большинство из них обладает антимикробной активностью. Концентрация их в крови не велика, но при инфицировании может резко возрастать. Вырабатываются они разнообразными клетками, главным образом Т-лимфоцитами; как правило являются полипептидами и обладают широким спектром действия.
Комплемент – сложный комплекс белков сыворотки крови, находящийся обычно в неактивном состоянии и активирующийся при образовании комплекса «антиген-антитело». В состав комплемента входят 20 взаимодействующих между собой белков, 9 из которых являются основными компонентами, их обозначают С1, С2, С3,…,С9.
Механизм активации комплемента очень сложен и представляет собой каскад ферментативных протеолитических реакций, которые протекают в присутствии ионов кальция и магния. В результате образуется цитотоксический комплекс, способный лизировать клетки. Содержание комплемента в сыворотке колеблется в зависимости от пола, возраста, сезона и даже времени суток. У здоровых людей уровень комплемента варьирует незначительно, но у больных может резко повышаться или снижаться.
Система комплемента очень лабильна. Инактивация происходит в течение 2-4 суток даже при хранении сыворотки в холодильнике (+50С). Быстро разрушается комплемент под действием протеаз, на свету, особенно при УФ-облучении, в слабых растворах щелочей и кислот, при нагревании сыворотки до 560С (за 20-30 минут).
Пропердин. (pro и perde – подготавливать к разрушению). Как и комплемент, пропердин сложный белок, обладающий антибактериальной активностью. Действуя совместно с комплементом вызывает лизис бактерий, усиливает фагоцитарную реакцию и воспалительный процесс.
β-лизины – белки сыворотки крови, которые синтезируются протромбоцитами и повреждают цитоплазматическую мембрану бактерий. Обладают бактерицидной активностью к грамположительным бактериям, особенно к аэробным спорообразующим бактериям B.subtilis и B.anthracis (возбудитель сибирской язвы) и клостридиям, коринебактериям, стрептококкам, стафилококкам.
X-лизин, подавляет развитие грамотрицательных бактерий (энтеробактерий, нейссерий).
Лейкины – выделяются лейкоцитами при стимуляции продуктами обмена микробов и другими антигенами. Участвуют в регуляции воспаления, Т-клеточного иммунного ответа, В-клеточного антигенспецифического иммунного ответа, гемопоэза. Активны в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий.
Плакины – сходные с лейкинами вещества выделенные из тромбоцитов.
Эритрин – бактерицидное вещество, выделенное из эритроцитов, активно в отношении дифтерийных бактерий.
Интерферон – белок, который синтезируется клетками иммунной системы и соединительной ткани. Различают 4 типа интерферонов:
• альфа-интерферон, омега-интерферон (синтезируется лейкоцитами) обладают противовирусным и противоопухолевым действием,
• бета-интерферон (вырабатывается фибробластми) активирует естественные клетки-киллеры и фагоциты,
• гамма-интерферон – иммунный, (синтезируется Т-хелперами) усиливает противовирусное и противоопухолевое действие предыдущих. Является важнейшим иммунорегулятором.
Интерфероны не лизируют вирусы, а блокируют их репликацию в клетках. Они вырабатываются клетками, инфицированными вирусами, а также после их стимуляции веществами-интерфероногенами или вакцинами. Интерфероны видоспецифичны: человеческие не влияют на инфекции животных и наоборот.
Интерферон, полученный генно-инженерным способом, называется рекомбинантным. Он широко используется для профилактики и лечения гепатитов, новообразований и иммунодефицитов.
С-реактивный белок получил своё название из-за связывания с С-полисахаридами клеточной стенки пневмококков. Синтезируется гепатоцитами и макрофагами, активирует Т-лимфоциты. Его действие напоминает действие антител. При участии ионов кальция неспецифически связывается с бактериями и грибами. Образовавшийся комплекс активирует комплемент, в результате чего микробы лизируются или опсонируются. Повышение уровня С-реактивного белка указывает на наличие воспалительного процесса.
Лизоцим – протеолитический фермент, который синтезируется макрофагами, нейтрофилами и другими фагоцитирующими клетками, он постоянно поступает в жидкости и ткани организма. Содержится в крови, лимфе, слезах, молоке, сперме, на слизистых оболочках урогенетального тракта, дыхательных путей и ЖКТ. В значительном количестве содержится в репе, хрене, редьке, капусте и других растениях. Обнаружен также, в бактериях и бактериофагах. Лизоцим разрушает клеточную стенку бактерий, что приводит к их лизису и способствует фагоцитозу. Наиболее к нему чувствительны грамположительные бактерии.
Препараты лизоцима используются для лечения гнойно-бактериальных инфекций, местно (конъюнктивиты, риниты, гаймориты и др.) и внутримышечно; получают из куриных яиц. Он усиливает действие антибиотиков, особенно пенициллина.
Факторы неспецифической резистентности участвуют в защите от любых антигенов независимо от их природы и характера. Они не имеют специфической направленности действия применительно к конкретному антигену, поэтому их называют факторами неспецифической резистентности.
Специфическая защита осуществляется комплексом специальных форм реагирования иммунной системы. направленных против конкретного антигена.