- •Справочный материал по Физиологии.
- •Глава 29 – Защитные системы организма.
- •Неспецифическая защита организма
- •ЭпителиЙ
- •ФагоцитОз
- •Система комплемента
- •Другие факторы неспецифической резистентности
- •Иммунитет
- •Иммунная защита
- •Компоненты иммунной защиты
- •Антигены
- •Антитела
- •Иммунокомпетентные клетки
- •Главный комплекс гистосовместимости
- •Органы иммунной системы
- •Иммунные реакции и состояния Взаимодействие клеток при иммунном ответе
- •Возрастные особенности иммунной системы
- •Иммунодепрессивные состояния и иммунодефициты
- •Реакции гиперчувствительности
- •Отторжение трансплантата
Другие факторы неспецифической резистентности
Естественные киллеры. Помимо фагоцитирующих клеток, важную роль в быстром реагировании организма на чужеродные агенты играют естественные киллеры (NK‑клетки). Эту популяцию составляют большие зернистые лимфоциты, элиминирующие опухолевые клетки, а также клетки, инфицированные вирусами и некоторыми бактериями и простейшими. NK‑клетки не имеют основных маркёров лимфоцитов (поэтому их также называют нулевые лимфоциты), но экспрессируют дифференцировочные CD2, CD56 и CD16 (рецептор Fc-фрагмента АТ) Аг. В отличие от цитотоксических лимфоцитов, способность NK-клеток к цитолизу связана с самостоятельным распознаванием «своё–чужое» на поверхности мишени. NK‑клетки уничтожают клетку-мишень после установления с ней прямого контакта при помощи специальных белков — перфоринов. Перфорины встраиваются в мембрану чужеродной или трансформированной клетки, образуя в ней «дыру», приводящую к необратимому и гибельному выравниванию ионного состава между цитоплазмой и внешней средой. Активность NK-клеток регулируют цитокины (-ИФН и ИЛ2 усиливают их цитолитическую активность). Наряду с макрофагами, нейтрофилами и эозинофилами, они также участвуют в антителозависимом клеточно-опосредованном цитолизе.
Естественные АТ («антигеннезависимые», «неспецифические» АТ) составляют до 7% общего количества Ig в сыворотке крови неиммунизированных людей. Их происхождение связывают с ответом иммунной системы на Аг нормальной микрофлоры. В эту же группу входят АТ, длительно циркулирующие после выздоровления от инфекционного заболевания. Часть пула подобных АТ синтезируется параллельно с образованием специфических АТ. Эти АТ низкоспецифичны, но способны перекрёстно реагировать с широким спектром Аг. Естественные АТ вызывают агглютинацию микробов, их разрушение (в присутствии комплемента), нейтрализуют вирусы и токсины, а также стимулируют фагоцитарные реакции (через опсонизацию возбудителей).
Интерфероны. Система интерферона (ИФН) — важнейший фактор неспецифической резистентности организма человека. Важнейшие их функции: антивирусная, противоопухолевая, иммуномодулирующая и радиопротективная. Различают три ИФН: -ИФН синтезируют лейкоциты периферической крови (ранее был известен как лейкоцитарный ИФН); -ИФН синтезируют фибробласты (ранее был известен как фибробластный ИФН); -ИФН — продукт стимулированных Т-лимфоцитов, NK-клеток и (возможно) макрофагов (ранее был известен как иммунный ИФН). По способу образования различают ИФН типа I (образуется в ответ на обработку клеток вирусами, молекулами двухцепочечной РНК, полинуклеотидами и рядом низкомолекулярных природных и синтетических соединений) и ИФН типа II (продуцируется лимфоцитами и макрофагами, активированными различными индукторами; действует как цитокин). ИФН видоспецифичны. Каждый биологический вид, способный к их образованию, продуцирует свои уникальные продукты, похожие по структуре и свойствам, но не способные проявлять перекрёстный антивирусный эффект (то есть действовать в условиях организма другого вида).
Механизм антивирусного действия. ИФН индуцируют «антивирусное состояние» клетки (резистентность к проникновению или блокада репродукции вирусов). Блокада репродуктивных процессов при проникновении вируса в клетку обусловлена угнетением трансляции вирусной мРНК. При этом противовирусный эффект ИФН не направлен против конкретных вирусов; то есть ИФН не обладают вирусоспецифичностью. Это объясняет их универсально широкий спектр антивирусной активности. ИФН взаимодействует с интактными, ещё неинфицированными клетками, препятствуя реализации репродуктивного цикла вирусов за счёт активации клеточных ферментов (протеинкиназ).
ИФН I. Основной биологический эффект — подавление синтеза вирусных белков; способны воздействовать на другие этапы репродукции вирусных частиц, включая отпочковывание дочерних популяций. «Антивирусное состояние» клетки развивается в течение нескольких часов после введения интерферонов или индукции их синтеза. При этом интерфероны не влияют на ранние этапы репликативного цикла (адсорбцию, пенетрацию и «раздевание» вирусов) — противовирусное действие проявляется даже при заражении клеток инфекционными РНК. ИФН не проникают в клетки, а взаимодействуют со специфическими мембранными рецепторами (ганглиозиды или аналогичные структуры, содержащие олигосахара). По связыванию ИФН с рецептором и реализации его эффектов механизм активности напоминает действие некоторых гликопептидных гормонов. ИФН активирует гены, некоторые из которых кодируют образование продуктов с прямым антивирусным действием — протеинкиназы и олигоаденилат синтетазы.
ИФН II (-ИФН) также способны проявлять антивирусный эффект. Он связан с несколькими механизмами. Во-первых, активация интерфероном NO-синтетазы приводит к повышению внутриклеточного содержания оксида азота, ингибирующего размножение вирусов. Во-вторых, ИФН активирует эффекторные функции NK-клеток, Т-лимфоцитов, моноцитов, тканевых макрофагов и гранулоцитов, проявляющих антителозависимую и антителонезависимую цитотоксичность. Кроме того, ИФН блокирует депротеинизацию («раздевание») вирусов, высвобождение зрелых вирусных частиц из клетки, а также нарушает метилирование вирусной РНК. В смешанных культурах ИФН-чувствительных и ИФН-резистентных клеток «антивирусное состояние» чувствительных клеток распространяется и на популяции резистентных клеток.
Кинины обнаруживаются во всех тканях и жидкостях организма. Им свойственен широкий спектр биологических эффектов. Эти вещества образуют кининовую систему.
Компоненты кининовой системы
Кининогены — cубстраты, из которых образуются кинины — синтезируются в основном в печени. В небольших количествах они образуются также в тканях лёгких, почек, сердца, кожи и некоторых других органов.
Кининогеназы (калликреины) — протеолитические ферменты, при участии которых образуются кинины.
Калликреиногены (прекалликреины) — предшественники калликреинов.
Кинины (к ним относятся многие вещества; наибольшее значение имеют брадикинин и каллидин).
Каллидин — декапептид, образуется главным образом под влиянием тканевых калликреинов. Под действием тканевых и плазменных аминопептидаз каллидин превращается в брадикинин.
Брадикинин — нонапептид, образуется преимущественно под влиянием плазменных калликреинов.
Кининазы — ферменты, специфически разрушающие кинины (карбоксипептидазы).
Эффекты кининов
Повышение проницаемости стенок микрососудов (в этом отношении брадикинин в 10–15 раз активнее гистамина).
Расширение просвета артериол за счёт непосредственного воздействия на ГМК.
Стимуляция миграции фагоцитов.
В табл. 29–3 суммированы данные об основных гуморальных факторах неспецифической защиты организма.
Таблица 29–3. Основные гуморальные факторы неспецифической защиты организма [17]
Факторы |
Источники |
Эффекты |
Ионы и низкомолекулярные соединения |
||
Снижение рО2 в тканях; супероксидные кислородные продукты (ОН–, О2–, Н2О2) |
Фагоциты |
Снижение содержания О2 угнетает рост многих бактерий; супероксиды проявляют антимикробный эффект |
Ионы галогенов (преимущественно Cl–) |
Тканевые жидкости |
Cl– взаимодействует с миелопероксидазой и Н2О2, проявляя антимикробное действие |
Ионы Н+ |
Фагоциты и другие клетки |
В высоких концентрациях проявляют антимикробный эффект |
Жирные кислоты |
Метаболиты фагоцитов и других клеток |
Проявляют антимикробный эффект при низких значениях рН |
Фактор активации тромбоцитов |
Фагоциты и другие клетки |
Вызывает агрегацию и дегрануляцию тромбоцитов, активирует макрофаги и ингибирует пролиферацию Т-клеток |
Простые белковые молекулы |
||
Лактоферрин |
Полиморфноядерные лейкоциты |
Подавляет рост бактерий, связывая Fe2+ |
Трансферрин |
Печень |
Подавляет рост бактерий, связывая Fe2+ |
Интерфероны |
Клетки, инфицированные вирусами |
Ингибируют размножение вирусов |
ИЛ1 |
Клетки макрофагально–моноцитарной системы |
Вызывает развитие лихорадочной реакции и образование белков острой фазы воспаления, проявляющих антимикробный эффект; повышает адгезивность эндотелия |
ИЛ6 |
Фагоциты, эндотелиоциты |
Стимулирует реакции острой фазы воспаления; фактор роста В-клеток |
ИЛ8 |
Активированные фагоциты и другие клетки |
Хемоаттрактант для фагоцитов |
Фактор некроза опухолей |
Макрофаги |
Проявляет множественный цитотоксический эффект, также активирует различные клетки воспаления |
Лизоцим |
Фагоциты |
Проявляет множественное антимикробное действие, гидролизуя муреин |
Фибронектин |
Макрофаги, фибробласты |
Опсонизирует стафилококки |
Сложные белковые системы |
||
Система комплемента |
Макрофаги, гепатоциты |
Повышает проницаемость сосудов, вызывает спазм гладкой мускулатуры, проявляет бактерицидный эффект, действует как хемоаттрактант и опсонин |
Свёртывающая система крови |
Печёночные кининогены, трансформированные специфическими протеазами (калликреинами) |
Повышает проницаемость сосудов и вызывает их дилатацию, обусловливает проявление болевого синдрома |
Фибринопептиды |
Фибриноген |
Проявляют свойства хемоаттрактанта и опсонина |
Фактор Хагемана |
Свёртывающий каскад |
Пусковой фактор для многих реакций, обусловливающих нарушение кровоснабжения в очаге воспаления |
Таким образом, различные факторы неспецифической защиты организма функционируют независимо от специфических АТ и комплексов «Аг–АТ». Именно поэтому эти факторы неспецифичны, конститутивны. В тех же случаях когда происходит распознавание чужеродных Аг, выработка АТ, специфичных к этим Аг, а также другие иммунные реакции, говорят о реализации специфической (иммунной) защиты.
