4.4.1. Основні компоненти неспецифічної резистентності

Біологічні бар’єри - це спеціалізовані тканинні структури, що захищають цілий організм або окремі його структури від впливу патогенних чинників навколишнього середовища і забезпечують підтримання гомеостазу. Біологічні бар’єри поділяють на зовнішні та внутрішні.

Зовнішні бар’єри – об’єднують структури, які контактують безпосередньо з зовнішнім середовищем і/або з речовинами, що надходять ззовні. До них належать шкіра, слизові оболонки, дихальні шляхи (відбувається очищення повітря від пилу та різноманітних шкідливих речовин атмосфери), травний тракт (за рахунок бактерицидного впливу шлункового соку і позбавлення поживних речовин антигенних властивостей), печінка (знезаражує токсичні речовини, які надходять з їжею або утворюються в кишківнику), селезінка, лімфатичні вузли, та інші органи, в яких містяться клітини СМФ.

Шкіра і слизові оболонки є першими механічними перешкодами, які захищають організм від проникнення фізичних, хімічних та біологічних патогенних чинників.

Шкіра – механічний бар’єр для проникнення мікроорганізмів, який працює за рахунок продуктів секреторної функції розташованих у ній залоз (потових, сальних), що мають бактерицидні властивості.

Слизові оболонки – механічний бар’єр, бактерицидна дія секретів, лізоцим, кисла реакція, імуноглобулін А, інтерферон.

Шлунково-кишковий тракт – шлунковий сік, бактерицидна здатність якого пов’язана з соляною кислотою, пристінкове травлення, муциновий шар, що покриває епітеліальні клітини, і їхнє постійне відновлення протягом короткого терміну, антагоністична дія нормальної мікрофлори, коротколанцюгові жирні кислоти, комплемент, лізоцим, інтерферон, лактоферин, секрет ентероцитів з ацидофільними гранулами.

Гуморальні фактори – бактерицидні компоненти крові (лізоцим, інтерферон, комплемент, нормальні антитіла, ферменти, простагландини, тромбоцитоактивуючий фактор, еритрин, С-реактивний білок).

Це далеко не повний перелік неспецифічних захисних білків, які забезпечують підтримання гомеостазу організму.

Внутрішні бар’єри

Внутрішні бар’єри регулюють надходження з крові в органи і тканини необхідних енергетичних ресурсів і своєчасний відтік продуктів обміну речовин (очищення, кліренс), що забезпечує постійність складу фізико-хімічних і біологічних властивостей тканинної (позаклітинної) рідини і збереження їх на певному оптимальному рівні. Одночасно вони перешкоджають надходженню з крові в органи і тканини чужорідних і отруйних речовин.

Існування бар’єрів дозволяє зрозуміти, чому деякі отрути, бактерії, віруси, уражають одні органи і не зачіпають інші. Не зовсім зрозумілу спорідненість, “тропність ” окремих тканин до тих чи інших чужорідних речовин, що потрапили у внутрішнє середовище, в тому числі і до фармакологічних препаратів, можна пояснити особливостями будови їх бар’єрних механізмів. В медицині існує поняття про зони найменшого опору, в яких найчастіше виникають вогнища захворювання. В багатьох випадках утворення таких зон пов’язане з порушенням проникливості гістогематичних бар’єрів.

Гістогематичний бар’єр – це спеціалізована структура, що знаходиться між кров’ю і тканинною рідиною, який регулює обмінні процеси між ними, забезпечуючи збереження постійності складу і фізико-хімічних властивостей тканинної рідини, а також який затримує перехід у неї чужорідних речовин із крові.

Так, наприклад, хворі діабетом інколи скаржаться на біль, що відомий під назвою діабетичного невриту. В останні роки було встановлено, що ці болі виникають в результаті порушення гематоневрального, тобто розташованого між кров’ю і нервовими стовбурами, бар’єру. Через високий вміст цукру в крові він стає проникним для деяких болетворних сполук, що є в крові.

До гістогематичних бар’єрів можуть належати всі без винятку бар’єрні утворення між кров’ю і органами. Основним структурним елементом внутрішніх бар’єрів є стінка кровоносних капілярів, яка складається з ендотелію і базальної мембрани. У різних органах ендотелій капілярів має свої морфофізіологічні особливості, які служать основою для специфічності кожного бар’єру, зокрема його вибіркової проникності. Базальна мембрана, натомість, є більш універсальним утвором і складається з колагену та глікозаміногліканів.

Однак, не можна не визнати, що існують спеціалізовані бар’єри, які мають особливе значення для життєдіяльності організму. До них відносять більш детально вивчені гематоенцефалічний бар’єр (між кров’ю і центральною нервовою системою), гематоофтальмічний бар’єр (між кров’ю і водянистою вологою ока), гематотиреоїдний бар’єр (між кров’ю та колоїдом щитоподібної залози), гематолабіринтний бар’єр (між кров’ю і вушною ендолімфою), гематотестикулярний і гематооваріальний бар’єри (між кров’ю і статевими залозами) і т.д. До гістогематичних бар’єрів належать також бар’єри між кров’ю і рідкими середовищами організму (цереброспинальною рідиною, лімфою, плевральною, синовіальною рідиною). Вони отримали назву гематолікворного, гематолімфатичного, гематоплеврального, гематосиновіального бар’єрів. Плацентарний бар’єр (між матір’ю і плодом), хоч і не належить до гістогематичних бар’єрів, здійснює надзвичайно важливу функцію захисту плоду.

Гістогематичні бар’єри ділять на три групи (В.О.Горбань, М.Н.Зайко): ізолюючі (гематоенцефалічний, гематотестикулярний), частково ізолюючі (гематоофтальмічний та гематотиреоїдний) і неізолюючі (гематооваріальний). Результати їх дослідження показують, що гістогематичні бар’єри дуже адаптовані до структури і функції тих органів і тканин, які вони “опікають”.

Еволюція. Реактивність властива усім живим організмам, однак різного ступеня. Реактивність формувалася в процесі еволюції. Чим вище стоїть тварина у філогенетичному відношенні, тим складніше, досконаліше стають її реакції на різні впливи. У найпростіших і багатьох безхребетних первинна реактивність невисока, імунологічна – відсутня. У вищих безхребетних у реактивності починає відігравати роль нервова система, зачатки ендокринних залоз. Комахи вже утворюють прототипи антитіл, але в них ще немає алергічної реактивності. Більш досконалі і різноманітні механізми реактивності у хребетних.

Становлення реактивності пов’язане з появою механізмів активного пристосування до дії таких шкідливих факторів, як недостатність кисню, зміна температури та ін. Штучне підвищення температури тіла холоднокровних підвищує в них імунологічну реактивність і чутливість до токсинів. У риб уперше з’являються комплементі антитіла, але останні не настільки специфічні, як у теплокровних. Відсутня алергія. У земноводних вона виражена слабко, краще у рептилій (варанів, черепах), особливо при підвищенні температури тіла. У холоднокровних добре розвинена запальна реакція, що проявляється не тільки фагоцитозом, але й судинною реакцією.

Теплокровні мають більш виражену реактивність, що пов’язано з підвищенням рівня метаболічних процесів і рівнем розвитку нервової й ендокринної систем. Вони більш реактивні до дії різних факторів – механічних, фізичних, хімічних і біологічних, і в той же час у них краще розвинені пристосувальні реакції до нестачі кисню, підвищення і зниження температури середовища шляхом зміни теплопродукціїі тепловіддачі. Резистентність теплокровних до біологічних факторів досягає високого рівня розвитку і визначається наявністю цілого ряду захисних механізмів. У всіх теплокровних чітко виявляється імунологічна реактивність. Тільки теплокровним, і особливо ссавцям, притаманна автоалергія. Інтенсивно виражені всі елементи запальної реакції. Мікроорганізми та їхні токсини можуть видалятися зі шкіри за допомогою поту, зі слизової оболонки – її секрету і за допомогою чхання, кашлю. Багато секретів і кров мають бактерицидні властивості.

Важливу роль відіграють бар’єрні механізми й особливо гістогематичні бар’єри, що виконують захисну і регуляторну функції (Л.С. Штерн). Стосовно паренхіматозних клітин органів бар’єри можна розподілити на три типи: ізольовані, частково ізольовані і неізольовані (В.А. Горбань). В органах, що мають бар’єри ізольованого типу, паренхіматозні клітини захищені від прямої дії речовин, що потрапляють у кров (гематоенцефалічний, гематотестикулярний). Бар’єри частково ізольовані утворюються самими паренхіматозними клітинами, що у такий спосіб регулюють внутрішньотка нинний транспорт речовин (гематоофтальмічний, гематотиреоїдний). Деякі органи мають бар’єри неізольованого типу, завдяки яким паренхіматозні клітини широко контактують із крупномолекулярними речовинами, що надходять із крові (гематооваріальний), що обумовлено особливостями функції цих органів.

Таким чином, у процесі еволюції вдосконалюються механізми, за допомогою яких організм реагує на різні впливи зовнішнього середовища, тобто реактивність. У той же час з’являються механізми, за допомогою яких організм активно пристосовується до постійно мінливих умов середовища і визначає можливість збереження гомеостазу й активної життєдіяльності.

Механізми пасивної резистентності в холоднокровних і безхребетних мають інше значення. Вони не завжди направлені на підтримку гомеостазу. Однак більш низький рівень обміну речовин, а у зв’язку з цим менша потреба в кисні і сталості температури внутрішнього середовища збільшують виживаність організму у вкрай несприятливих умовах, таких, як гіпотермія. Як відомо, температура тіла холоднокровних залежить від навколишнього середовища. При зниженні температури навколишнього середовища їхня життєдіяльність знижується, а в стані анабіозу вони можуть витримувати навіть заморожування.

Із розвитком механізмів терморегуляції з’являється можливість збереження температурного гомеостазу незалежно від змін температури навколишнього середовища (у відомих межах). Це створює сприятливі умови для розвитку організму й особливо головного мозку, але в той же час знижує його виживаність при значному зниженні температури тіла. Таким чином, теплокровні тварини, набуваючи захисних механізмів (реактивності) проти дії холоду і перегрівання, мають разом із тим знижену резистентність до гіпотермії.

Становить інтерес взаємозв’язок між реактивністю і резистентністю у тварин у стані зимової сплячки: при цьому вони мають низьку реактивність, але й високу опврність до багатьох факторів – радіального прискорення, токсинів, іонізуючого опромінення та ін. Однак ця «резистентність» носить пасивний характер, оскільки пригнічення нервово-гормональної регуляції виключає можливість активного пристосування.

Особливий інтерес викликає становлення реактивності в процесі онтогенезу. Як відомо, за ступенем зрілості до моменту народження тварин поділяють на незрілонароджених (щури, кролі) і зрілонароджених (морські свинки). Перші народжуються сліпими і не вкритими шерстю .Їхня здатність підтримувати гомойотермію надзвичайно мала, і практично вони пойкілотермні. До моменту прозрівання, тобто до 13-14-го дня, у незрілонароджених завершується морфологічний розвиток кори великого мозку і встановлюється нормальна енцефалограма. Температура тіла стабілізується до 2-4-го тижня життя. Це забезпечується розвитком хімічної, а потім фізичної терморегуляції. До цього часу завершується формування нейроендокринних зв’язків, зокрема гіпоталамо-гіпофізарно-надниркових, які визначають реакції на дію «стресора».

Період прозрівання є важливим етапом формуванні реактивності у незрілонароджених. До прозрівання новонароджені тварини здатні витримувати глибоку гіпотермію, гіпоксію, вони легше переносять радіальне прискорення. Внаслідок удосконалення механізмів реактивності, розвитку нервової й ендокринної систем, встановлення гомойотермії і можливості активного пристосування до мінливих умов зовнішнього середовища, у них знижується життєздатність при дії екстремальних факторів (повторення закономірностей філогенезу). Такою реактивність у зрілонароджених стає у дорослому віці.

У період внутрішньоутробного розвитку людини первинна реактивність знижена, імунологічна – забезпечується природними антитілами, алергічна реактивність відсутня. Порушення реактивності пов’язані звичайно зі спадковими факторами і виявляються на молекулярному і клітинному рівнях. Прикладом може бути аномальний гемоглобін.

Стан реактивності в період народження визначається як спадковими факторами, так і особливостями внутрішньоутробного розвитку, а також впливом навколишнього середовища. У немовлят ще не закінчений морфологічний і фізіологічний розвиток нервової системи – кора великого мозку тонша, ніж у старших дітей, нервові клітини не цілком диференційовані, не закінчене формування коркових центрів і мієлінізація нервових волокон. Збудливість кори головного мозку низька, переважають підкоркові впливи. Больові подразнення не локалізуються. У зв’язку з незрілістю гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової системи в перші 2-4 дні після народження у дитини відсутня реакція на стресори. У новонародженої дитини недостатньо розвинені бар’єри. Епідерміс складається з двох-трьох рядів клітин замість семи. Шкіра характеризується збільшеним показником рН, що сприяє проникненню інфекції. У перші дні після народження відсутній лізоцим, титр комплементу в крові низький, фагоцитоз звичайно незавершений. У дитини двох років інтерферон синтезується в незначній кількості.

Становлення імунологічної системи починається у внутрішньоутробному періоді внаслідок функціонування вилочкової залози і лімфоїдної тканини. Дитина народжується з антитілами, отриманими від матері. Це імуноглобулін G, що зберігається протягом трьох місяців. Першим імуноглобуліном, що синтезується організмом немовляти, є IgМ. Його вміст підвищується протягом першого тижня і до року досягає рівня дорослих. IgA синтезується з другого-третього тижня. Підвищення синтезу IgG визначається лише з другого-третього місяця життя. Антитілоутворення збільшується з розвитком лімфоїдної тканини, яке відбувається протягом першого року життя і закінчується лише у період статевої зрілості.

Недостатній розвиток вилочкової залози і лімфоідної тканини призводить до імунодефіцитних станів, тобто до різних форм порушення імунологічної реактивності.

У розвитку алергічної реактивності спостерігаються два підйоми. Перший – у віці до чотирьох-п’яти років. Він визначається спадковими факторами і проявляється реактивністю до харчових, побутових і мікробних алергенів. Другий – у період статевого дозрівання, коли відбувається завершення формування алергічної реактивності не тільки під впливом спадкових факторів, але й навколишнього середовища.

У періоді внутрішньоутробного розвитку не виявляється патогенний вплив деяких бактеріальних токсинів (черевнотифозного, висипнотифозного). Імовірно, це пояснюється відсутністю специфічних рецепторів на поверхні клітин. Подібним чином пояснюється зараз клітинна ареактивність при вродженому імунітеті до токсинів і вірусів. У той же час, до інших токсинів (гноєтворних мікроорганізмів, дифтерійних бактерій та ін.) резистентність низька. Механізми резистентності формуються протягом перших років життя дитини.