Защитные механизмы полости рта
Выделяют неспецифические факторы и специфические факторы резистентности. В свою очередь, неспецифические факторы делятся на клеточные и гуморальные, специфические аналогично - на клеточные и гуморальные.
Гуморальные факторы неспецифической резистентности
Ротовая жидкость имеет выраженную антибактериальную и противовирусную активность благодаря наличию в ней факторов неспецифической защиты. Они секретируются клетками слизистой оболочки, железистых образований полости рта, глотки, нейтрофилами и макрофагами.
К ним относятся лизоцим, лактоферин, интерферон, комплемент, пропердин и большое количество других веществ, которые имеют выраженные неспецифические ингибирующие, инактивирующие, лизирующие и другие свойства, пагубно действующие на микроорганизмы.
Лизоцим - катионный белок, имеющий ферментативный потенциал, гидролизующий составные компоненты клеточной стенки. Он поступает из слюнных желез, где находится в свободном и связанном состоянии в ацинусах и протоках. Фермент выявлен также в макрофагах и нейтрофилах. Поскольку эти клетки всегда присутствуют в десневой жидкости, поступление фермента в слюну возможно и этим путем. Активность фермента вызывает лизис бактериальной стенки большинства грамположительных микроорганизмов либо дезагрегацию цепочек стрептококков с последующим снижением потенциала их роста. Лизоцим как катионный белок может являться агглютинирующим агентом и вызывать аутолизис бактерий. В результате действий лизоцима на мукополисахариды бактерий образуются гликопептиды, которые стимулируют продукцию антител и защитные реакции гиперчувствительности замедленного типа, влияют на фагоцитоз.
Лактоферин также принимает активное участие в защите органов полости рта от возбудителей различной инфекции и в то же время контролирует функционирование нормальной микрофлоры. Защитное действие этого белка основано на конкуренции с микроорганизмами за присоединение железа. Известно, что при избытке железа вирулентность некоторых видов микроорганизмов (стрептококк и кандида) резко возрастает. Происхождение лактоферина в полости рта мало изучено.
Большое значение в формировании неспецифичной противоинфекционной резистентности слизистой оболочки полости рта, противовирусной, принадлежит интерферону. Следует отметить, что интерферон может угнетать реакции гиперчувствительности замедленного типа. Синтезируется интерферон лимфоцитами, макрофагами и фибробластами. При вирусной инфекции клетки синтезируют интерферон и секретируют его в межклеточное пространство, где он связывается со специфическими рецепторами соседних непораженных клеток.
Результат действия интерферона состоит в образовании барьера из неинфицированных клеток вокруг очага вирусной инфекции с целью ограничения ее распространения. Интерфероны играют важную роль в борьбе с вирусами, а не в предотвращении вирусной инфекции. В последнее время получены данные, свидетельствующие о том, что интерфероны, как антагонисты онкобелка, ингибируют пролиферативную активность клеток.
К числу факторов неспецифической защиты слизистой оболочки полости рта можно отнести комплемент (С) - сложный комплекс белков. Комплемент в полости рта в основном находится в зубодесневой жидкости и обуславливает острую воспалительную реакцию тканей десны, уничтожение микробов и повреждение тканей.
Кроме общих факторов неспецифической защиты, важную протективную роль играют ферменты слюны, такие как амилаза, щелочная и кислая фосфатаза, РНК-аза, ДНК-аза, протеолитические ферменты и ингибиторы протеолиза. К активу защитных факторов полости рта имеет смысл отнести эндогенные пирогены, которые выделяются фагоцитирующими макрофагами при вирусных заболеваниях, а также систему пропердина.
Таким образом, слюна представлена практически полным набором ферментов, способных разрушать практически все виды простых биологических субстратов (белки, жиры, углеводы).
Неспецифическая резистентность осуществляется клеточными и гуморальными факторами, тесно взаимодействующими в достижении конечного эффекта - катаболизма чужеродной субстанции: макрофагами, нейтрофилами, комплементом и другими клетками и растворимыми факторами.
К гуморальным факторам неспецифической резистентности принадлежат лейкины - вещества, полученные из нейтрофилов, проявляющие бактерицидное действие в отношении ряда бактерий; эритрин - вещество, полученное из эритроцитов, бактерицидное в отношении дифтерийной палочки; лизоцим - фермент, продуцируемый моноцитами, макрофагами, лизирует бактерии; пропердин - белок, обеспечивающий бактерицидные, вируснейтрализующие свойства сыворотки крови; бетта-лизины - бактерицидные факторы сыворотки крови, выделяемые тромбоцитами.
Факторами неспецифической резистентности также являются кожа и слизистые оболочки организма - первая линия защиты, где вырабатываются вещества, оказывающие бактерицидное действие. Также подавляют рост и размножение микробов слюна, желудочный сок, пищеварительные ферменты.
В 1957 году английский вирусолог Айзекс и швейцарский вирусолог Лин-денманн, изучая явление взаимного подавления (интерференции) вирусов в куриных эмбрионах, опровергли связь процесса интерференции с конкуренцией между вирусами. Оказалось, что интерференция обусловлена формированием в клетках конкретного низкомолекулярного белкового вещества, которое удалось выделить в чистом виде. Ученые назвали этот белок интерфероном (ИФН), поскольку он подавлял репродукцию вирусов, создавая в клетках состояние резистентности к их последующему реинфицированию.
Интерферон образуется в клетках в ходе вирусной инфекции и обладает хорошо выраженной видовой специфичностью, то есть проявляет свое действие только в том организме, в клетках которого образовался.
При встрече организма с вирусной инфекцией именно продукция интерферона является наиболее быстрой ответной реакцией на заражение. Интерферон формирует защитный барьер на пути вирусов намного раньше специфических защитных реакций иммунитета, стимулируя клеточную резистентность, делает клетки непригодными для размножения вирусов.
В 1980 году Комитетом экспертов ВОЗ была принята и рекомендована новая классификация, согласно которой все интерфероны человека разделяются на три класса:
- альфа-интерферон (лейкоцитарный) - основной препарат для лечения вирусных и раковых заболеваний. Получают его в культуре лейкоцитов крови доноров, используя в качестве интерфероногенов вирусы, не представляющие опасности для людей (вирус Сендай);
- бета-интерферон - фибробластный, продуцируется фибробластами, у этого типа интерферона противоопухолевая активность превалирует над противовирусной;
- гамма-интерферон - иммунный, вырабатывается сенсибилизированными лимфоцитами Т-типа при повторной встрече с "известным" им антигеном, а также при стимуляции лейкоцитов (лимфоцитов) митогенами - ФГА и другими лек-тинами. Обладает выраженным иммуномодулирующим действием.
Все интерфероны отличаются друг от друга по набору аминокислот и антигенным свойствам, а также по выраженности тех или иных форм биологической активности. Описаны следующие свойства интерферонов: антивирусные, имму-номодулирующие, противоопухолевые; помимо этого интерфероны подавляют рост клеток, изменяют проницаемость клеточных мембран, активируют макрофаги, усиливают цитотоксичность лимфоцитов, активируют последующий синтез интерферона, а также обладают "гормоноподобной" активацией жизнедеятельности клеток.
Во всех звеньях взаимодействия компонентов иммунной системы как на уровне образования, активации и проявления их функций остается много белых пятен для того, чтобы создать рабочую схему действия иммунной системы и на этой основе прогнозировать развитие дальнейших событий в организме.
Активные неспецифические механизмы поддержания антигенно-структурного гомеостаза вместе с пассивными являются первым рубежом обороны внутренней среды организма от чужеродных антигенов. Эти механизмы представлены сложным комплексом факторов - морфологических, биохимических, общефизиологических. Способность к их функционированию передастся по наследству от родителей, однако потенциальный максимум этих функций - показатель индивидуальный. Это и определяет неодинаковую степень у различных индивидуумов.
К неспецифической резистентности относят гуморальные и клеточные факторы защиты. Неспецифическая резистентность стереотипна. Она не дифференцирует антигены, имеет фазный характер, что связано с регуляцией ее со стороны нервной и эндокринной систем.
К гуморальным факторам относят: комплемент, интерфероны, лизоцим, бета-лизины и клеточные факторы: нейтрофильные лейкоциты (микрофаги).
Основным гуморальным фактором песпецифической резистентности является комплемент - сложный комплекс белков сыворотки крови (около 20), которые участвуют в уничтожении чужеродных антигенов, активации свертывания, образовании кининов. Для комплемента характерно формирование быстрого, многократно усиливающегося ответа на первичный сигнал за счет каскадного процесса. Активироваться комплемент может двумя путями: классическим и альтернативным. В первом случае активация происходит за счет присоединения к иммунному комплексу (антиген-антитело), а во втором - за счет присоединения к липополисахаридам клеточной стенки микроорганимов, а также эндотоксину. Независимо от путей активации происходит образование мембранатакующего комплекса белков комплемента, разрушающего антиген.
Вторым и не менее важным фактором, является интерферон . Он бывает альфа-лейкоцитарный, бета-фиброластный и гамма-интерферониммунный. Вырабатываются они соответственно лейкоцитами, фибробластами и лимфоцитами. Первые два вырабатываются постоянно, а гамма-интерферон - только в случае попадания вируса в организм.
Кроме комплемента и интерферонов, к гуморальным факторам относятся лизоцим и бета-лизины . Суть действия данных веществ заключается в том, что, являясь ферментами, они специфически разрушают липополисахаридные последовательности в составе клеточной стенки микроорганизмов. Отличие бета-лизинов от лизоцима заключается в том, что они вырабатываются в стрессорных ситуациях. Кроме указанных веществ, к этой группе относятся: С-реактивный белок, белки острой фазы, лактоферрин, пропердин и др.
Неспецифическая клеточная резистентность обеспечивается фагоцитами: макрофагами - моноцитами и микрофагами - нейтрофилами.
Для обеспечения фагоцитоза эти клетки наделены тремя свойствами:
- Хемотаксисом - направленным движением к объекту фагоцитоза;
- Адгезивностью - способностью фиксироваться на объекте фагоцитоза;
- Биоцидностью - способностью переваривать объект фагоцитоза.
Последнее свойство обеспечивается двумя механизмами - кислородзависимым и кислороднезависимым. Кисло-родзависимый механизм связан с активацией мембранных ферментов (НАД-оксидазы и др.) и выработкой биоцидных свободных радикалов, которые возникают из глюкозы и кислорода на специальном цитохроме В-245. Кислороднезависимый механизм связан с белками лизосом, закладывающихся в костном мозге. Только сочетание обоих механизмов обеспечивает полное переваривание объекта фагоцитоза.
Неспецифические факторы защиты - механические, физические и гуморальные факторы неспецифической резистентности организма.
Главными механическими барьерами зашиты являются кожа и слизистые оболочки. Здоровая кожа наряду с механической барьерной функцией обладает выраженными бактерицидными свойствами, обусловленными наличием нормальной микрофлоры на её поверхности. Определение степени бактерицидности кожи широко применяется в гигиенических и клинических исследованиях.
Неспецифические факторы защиты слизистых оболочек те же, что и у кожи, например кислая реакция (рН) желудочного сока (ниже 3), влагалища (4-4,5). Кроме того, клетки слизистых оболочек содержат лизоцим и секреторный иммуноглобулин класса А (SIgA), играющие важную роль в устойчивости кишечника, респираторных и мочеполовых путей к повреждающим агентам.
К механическим факторам относятся физиологические и патологические процессы, обеспечивающие удаление патогенных микроорганизмов, кашель, повышенное слизеотделение, чихание, рвота, потоотделение и др. Физическими фактором саногенеза, мобилизующим защитные реакции организма, является повышение температуры тела, наблюдаемое при многих заболеваниях.
Особое место среди неспецифических факторов защиты принадлежит фагоцитозу. К гуморальным неспецифическим факторам защиты относятся естественные антитела, комплемент, лизоцим, пропердин, бета-лизины, лейкины, интерферон, ингибиторы вирусов и другие вещества, постоянно присутствующие в сыворотке крови, секретах слизистых оболочек и тканях организма.
Значительную роль в обеспечении неспецифической резистентности организма играют также гормоны коры надпочечников (глюко- и минералокортикоиды).
Фагоцитоз - процесс поглощения, разрушения и выделения из организма патогенов.
В человеческом организме ответственными за него являются моноциты и нейтрофилы.
Процесс фагоцитоза бывает завершенным и незавершенным.
Завершенный фагоцито
з состоит из следующих стадий:
активация фагоцитирующей клетки;
хемотаксис или движение к фагоцитируемому объекту;
прикрепление к данному объекту (адгезия);
поглощение этого объекта;
переваривание поглощенного объекта.
Незавершенный фагоцитоз прерывается на стадии поглощения, при этом патоген остается живым.
Стадии фагоцитоза
В процессе фагоцитоза образуются следующие структуры:
· фагосома – образуется после прикрепления фагоцита к объекту путем замыкания его мембраны вокруг патогена;
· фаголизосома – образуется в результате слияния фагосомы с лизосомой фагоцитирующей клетки. После ее образования начинается процесс переваривания.
Вещества из лизосомальных гранул (гидролитические ферменты, щелочная
фосфатаза, миелопероксидаза, лизоцим) могут разрушать чужеродные вещества двумя механизмами:
· кислороднезависимый механизм -осуществляется гидролитическими ферментами;
· кислородзависимый механизм - осуществляется при участии миелопероксидазы, перекиси водорода, супероксидного аниона, активного кислорода и гидроксильных радикалов.
Комплемент: краткое определение
Комплементом называют сложный комплекс белков, действующий совместно для удаления внеклеточных форм патогена; система активируется спонтанно определенными патогенами или комплексом антиген:антитело. Активированные белки либо непосредственно разрушают патоген (киллерное действие), либо обеспечивают лучшее их поглощение фагоцитами (опсонизирующее действие); либо выполняют функцию хемотаксических факторов, привлекая в зону проникновения патогена клетки воспаления.
Комплекс белков комплемента формирует каскадные системы, обнаруженные в плазме крови. Для этих систем характерно формирование быстрого, многократно усиленного ответа на первичный сигнал за счет каскадного процесса. В этом случае продукт одной реакции служит катализатором последующей, что в конечном итоге приводит к лизису клетки или микроорганизма.
Существует два главных пути (механизма) активации комплемента - классический и альтернативный.
Классический путь активации комплемента инициируется взаимодействием компонента комплемента С1q с иммунными комплексами (антителами, связанными с поверхностными антигенами бактериальной клетки); в результате последующего развития каскада реакций образуются белки с цитолитической (киллерной) активностью, опсонины, хемоаттрактанты. Такой механизм соединяет приобретенный иммунитет (антитела) с врожденным иммунитетом (комплемент).
Альтернативный путь активации комплемента инициируется взаимодействием компонента комплемента С3b с поверхностью бактериальной клетки; активация происходит без участия антител. Данный путь активации комплемента относится к факторам врожденного иммунитета.
В целом система комплемента относится к основным системам врожденного иммунитета, функция которых состоит в том, чтобы отличить "свое" от "не своего". Эта дифференциация в системе комплемента осуществляется благодаря присутствию на собственных клетках организма регуляторных молекул, подавляющих активацию комплемента.
1. Одним из определяющих факторов, участвующих в развитии инфекции и соответственно инфекционных заболеваний , является восприимчивый макроорганизм. Совокупность механизмов, определяющих невосприимчивость (устойчивость) организма к действию любого микробного агента, обозначается термином "противомикробная (антимикробная) резистентность". Это одно из проявлений общей физиологической реактивности макроорганизма, его реакции на своеобразный раздражитель - микробный агент.
Противомикробная резистентность сугубо индивидуальна, ее уровень определяется генотипом организма, возрастом, условиями жизни и труда и т. д.
Повышению широкого комплекса факторов неспецифической защиты, в частности, способствуют ранее прикладывание к груди и грудное вскармливание.
По специфичности механизмы противомикробной зашиты делятся :
- на неспецифические - первый уровень защиты от микробных агентов;
-специфические - второй уровень защиты, обеспечиваемый иммунной системой. Реализуется следующим образом:
Через антитела - гуморальный иммунитет; .
Через функцию клеток-эффекторов (Т-киллеров и макрофагов) - клеточный иммунитет.
Первый и второй уровни защиты тесно связаны между собой через макрофаги.
Неспецифические и специфические механизмы противомикробной защиты могут быть тканевыми (связанными с клетками) и гуморальными.
2.Неспецифическая микробная резистентность - это врожденное свойство макриорганизма, обеспечивается передаваемыми по наследству достаточно многочисленными механизмами, которые делятся на следующие типы :
- тканевые;
Гуморальные;
Выделительные (функциональные).
К тканевым механизмам неспецифической естественной противомикробной защиты относятся :
Барьерная функция кожи и слизистых оболочек;
Колонизационная резистентность, обеспечиваемая нормальной микрофлорой;
Воспаление и фагоцитоз (может также участвовать в специфической защите);
Барьерфиксирующая функция лимфоузлов;
Ареактивность клеток;
Функция естественных киллеров.
Первым барьером на пути проникновения микробов во внутреннюю среду организма являются кожа и слизистые оболочки. Здоровая неповрежденная кожа и слизистые для большинства микроорганизмов непроницаемы. Однако некоторые виды возбудителей инфекционных заболеваний способны проходить и через них. Такие возбудители получили название особо опасных, к ним относят возбудителей чумы, туляремии, сибирской язвы, некоторых микозов и вирусных инфекций. Работа с ними проводится в специальных защитных костюмах и только в специально оборудованных лабораториях.
Помимо чисто механической функции, кожа и слизистые оболочки обладают антимикробным действием - нанесенные на кожу бактерии (например, кишечная палочка) довольно быстро погибают. Бактерииидность кожи и слизистых оболочек обеспечивают :
Ее нормальная микрофлора (функция колонизационной рези-стентности);
Секреты потовых (молочная кислота) и сальных (жирные кислоты) желез;
Лизоцим слюны, слезной жидкости и др.
Если возбудитель преодолевает кожно-слизистый барьер, то он попадает в подкожную клетчатку/подслизистый слой, где реализуется один из основных неспецифических тканевых механизмов защиты - воспаление. В результате развития воспаления происходит :
Отграничение очага размножения возбудителя от окружающих тканей;
Его задержка в месте внедрения;
Замедление размножения;
В конечном счете - его гибель и удаление из организма.
3. В ходе развития воспаления реализуется еще один универсальный тканевой механизм неспецифической защиты - фагоцитоз.
Явление фагоцитоза было открыто и изучено великим русским ученым И. И. Мечниковым.
Итогом этих многолетних работ стала фагоцитарная теория иммунитета, за создание которой Мечников был удостоен Нобелевской премии.
Фагоцитарный механизм защиты слагается из нескольких последовательных фаз :
Узнавание;
Аттракция;
Поглощение;
Киллинг;
Внутриклеточное переваривание.
Фагоцитоз со всеми стадиями называется завершенным. Если фазы киллинга и внутриклеточного переваривания не наступают, то фагоцитоз становится незавершенным. При незавершенном фагоцитозе микроорганизмы сохраняются внутри лейкоцитов и вместе с ними разносятся по организму. Таким образом, незавершенный фагоцитоз вместо механизма защиты превращается в его противоположность, помогая микроорганизмам защищаться от воздействия макроорганизма и распространяться в нем.
Тканевые и гуморальные механизмы неспецифической резистентности
1. Барьерная функция лимфатических узлов
2. Прочие тканевые механизмы противомикробной защиты
3. Гуморальные механизмы неспецифической резистентности
1. Если микроорганизмы прорывают воспалительный барьер, т. е. воспаление как механизм неспецифической защиты не срабатывает, то возбудители попадают в лимфатические сосуды, а оттуда в региональные лимфатические узлы . Барьерфиксирующая функция лимфатических узлов реализуется следующим образом:
С одной стороны, региональные лимфатические узлы задерживают микроорганизмы чисто механически;
С другой - в них обеспечивается усиленный фагоцитоз.
2. К тканевым механизмам неспецифической противомикробной защиты относятся также ареактивность клеток и тканей и активность естественных киллеров (NK-клеток), которые проявляют свои свойства, если возбудитель, прорвав лимфатический барьер, попадает в кровь.
3. К гуморальным механизмам естественной неспецифической противомикробной защиты относятся содержащиеся в крови и других жидкостях организма ферментные системы :
Система комплемента (может также участвовать в специфической защите). Комплемент - это неспецифическая ферментная система крови, включающая 9 различных протеиновых фракций, адсорбирующихся в процессе каскадного присоединения на комплексе антиген - антитело, и оказывающая лизирующее действие на связанные антителами клеточные антигены. Комплемент нестабилен, он разрушается при нагревании, хранении, под действием солнечного света;
лизоцим - белок, содержащийся в крови, в слюне, слезной и тканевой жидкости. Он активен в отношении грамположи-тельных бактерий, так как нарушает синтез муреина в клеточной стенке бактерий;
бета-лизины - более активны в отношении грамотрицательных бактерий;
лейкины - протеолитические ферменты, освобождающиеся при разрушении лейкоцитов. Они нарушают целостность поверхностных белков микробных клеток;
интерферон - продукт клеток, обладающий противовирусной и регуляторной активностью;
система пропердина - комплекс белков, обладающих противовирусной, антибактериальной активностью в присутствии солей магния;
эритрин.
К выделительным (функциональным) механизмам неспецифической естественной противомикробнои защиты относятся :
Чихание;
Выделительная функция почек и кишечника;
Лихорадка.
Защита от микроорганизмов - не основная функция этих механизмов, но их вклад в освобождение организма от них достаточно высок.
Все многочисленные вышеперечисленные механизмы естественной неспецифической противомикробнои защиты активны всегда и в отношении любых микробных агентов: активность этих механизмов не становится более выраженной при повторном или неоднократном контакте с микроорганизмами. Этим механизмы неспецифической противомикробнои защиты отличаются от механизмов специфической противомикробнои резистентности, входящих в иммунитет.
Для удобства изучения целесообразно условно разделить все факторы и механизмы естественной резистентности на общие, клеточные (тканевые) и гуморальные.
Среди общих механизмов, играющих важную роль в защите от инфекции, необходимо назвать следующие:
- характер общей реактивности организма. Последняя может быть нормальной, повышенной, пониженной, вплоть до полной ареактивности. Эти особенности в каждом конкретном случае по-разному влияют на восприимчивость к инфекции и развитие инфекционного процесса;
- воспалительная реакция, способствующая ограничению и ликвидации очага инфекции;
- температурная реакция, в ряде случаев инактивирующая возбудителей инфекции. Известно, например, что репродукция некоторых вирусов задерживается при температуре выше 37 °С;
- изменение обмена веществ и pH тканей в сторону, неблагоприятную для возбудителя;
- возбуждение или торможение соответствующих отделов ЦНС;
- секреторная и экскреторная функции организма: выделение микроорганизмов с мочой, мокротой при кашле и т. д.;
- защитное влияние нормальной микрофлоры организма.
Процесс фагоцитоза представляется достаточно сложным и состоит из нескольких фаз. Первая фаза - активное движение фагоцита к чужеродным частицам - хемотаксис, которое осуществляется с помощью псевдоподий, состоящих из гнал оплазмы, в ответ на возбуждение клетки чужеродными агентами (бактерии, простейшие, их продукты, токсины и т. п.). Перед началом движения в клетке отмечается усиление процессов гликолиза. Хемотаксис активизируется компонентами комплемента (СЗ, С5, С6), а также действием лимфокинов, сериновой эстеразы, ионов кальция и магния, продуктов расщепления, коагулированных альбуминов и различных компонентов мембран клетки в воспалительном очаге.
Эти факторы активируют также ферменты лизосом фагоцитов. Лизосомы - это внутриклеточные гранулы, ограниченные цитоплазматической мембраной и содержащие набор ферментов, служащих для внутриклеточного переваривания объектов фагоцитоза. Независимо от лизосомальных ферментов сами фагоцитирующие клетки выделяют наружу ряд веществ ферментной природы, таких как глюкуронидаза, мие- лопероксидаза, кислая фосфатаза, которые инактивируют бактерии уже на поверхности клетки. Вторая фаза - прилипание (аттракция) фагоцитируемой частицы к поверхности фагоцита. После нее начинается третья фаза - поглощение, когда на месте соприкосновения фагоцита с чужеродной частицей образуется фагосома, окружающая объект фагоцитоза, которая втягивается затем внутрь клетки.
Микроорганизмы, находящиеся в фагосоме, погибают под действием бактерицидных веществ клетки (лизоцима, перекиси водорода), а также в результате избытка молочной кислоты и изменений pH, возникающих в фагоците в результате усиления анаэробного гликолиза (pH 6,0). После этого начинается четвертая фаза - переваривание, при которой фагосома с микробами сливается с лизосомой и образуется фаголи- зосома (пищеварительная вакуоль). В ней происходит расщепление фагоцитированного объекта с помощью набора лизосомальных ферментов.
Гуморальные факторы неспецифической резистентности, как показывает само название, содержатся в жидкостях организма (слезы, слюна, грудное молоко, сыворотка крови). К ним в настоящее время относят: комплемент, лизоцим, р-ли- зины, систему пропердина, лейкины, плакины, гистоген, интерферон, нормальные антитела и др. Остановимся на некоторых из них.
Комплемент (от латинского слова complementum - дополнение) - сложный по строению белок, состоящий из 11 компонентов - сывороточных глобулинов, продуцируемых макрофагами печени, селезенки, костного мозга, легких. Это дополнительный литический фактор, участвующий в разрушении чужеродных агентов. Комплемент принято обозначать буквой С, отдельные его компоненты - дополнительно арабскими цифрами (Cl, С2 и т. д.). В сыворотке крови и тканевых жидкостях компоненты комплемента находятся в неактивном состоянии и не связаны друг с другом. Активация системы комплемента начинается после образования иммунного комплекса антиген - антитело. В организме комплемент обладает большим диапазоном биологического действия. Число известных реакций, протекающих с участием комплемента, непрерывно возрастает. Например, компонент СЗ обладает значительными опсонизирующими свойствами, способствуя фагоцитозу бактерий; С5 играет ведущую роль в хемотаксисе и способствует инфильтрации нейтрофилов в очаге воспаления и т. д.
Лизоцим - это фермент, вызываемый также мурамидазой, широко распространен в природе и содержится в клетках и жидкостях разнообразных организмов. Он обнаружен в относительно высоких концентрациях в яичном белке, в сыворотке крови человека, слезной жидкости, слюне, мокроте, секрете носовых полостей и т. д. Антимикробное действие лизоцима связано с его способностью расщеплять гликозифазные связи в молекуле муреина, входящего в состав клеточной стенки микроорганизмов.
Р-Лизины - один из бактерицидных факторов неспецифической резистентности и играет большую роль в естественной защите организма от микробов, р-Лизины найдены в сыворотке крови человека и многих животных, их происхождение связано с тромбоцитами. Губительно они действуют на грамположительные бациллы, в частности антракоиды.
Пропердин представляет особый белок сыворотки у теплокровных животных и человека. Его бактерицидное действие проявляется в комплексе с комплементом и ионами магния.
Лейкины - вещества, выделенные из лейкоцитов, обнаружены в сыворотке крови в незначительных количествах, однако оказывают выраженное бактерицидное действие.
Аналогичные вещества были выделены из тромбоцитов и названы плакинами.
Кроме этих субстанций, в крови и жидкостях организма обнаружены другие вещества, получившие название ингибиторов. Они задерживают рост и развитие микроорганизмов, главным образом вирусов.
Интерферон - низкомолекулярный белок, вырабатываемый клетками тканей с целью подавления репродукции вируса внутри клетки.
Таким образом, гуморальные факторы иммунитета довольно многообразны. В организме они действуют сочетанно, оказывая бактерицидное и ингибирующее действие на различные микробы.
Основные механизмы неспецифической резистентности развиваются постепенно, и показатели, характеризующие их, достигают средней нормы взрослых в разные сроки. Так, суммарная бактерицидная активность сыворотки крови у ребенка первых дней жизни очень низкая, но сравнительно быстро, к концу 2-4-й недели, достигает обычной нормы.
Комплементарная активность в первые дни рождения очень низка. Однако содержание комплемента быстро увеличивается и уже на 2-4-й неделе жизни нередко достигает уровня взрослых. Содержание р-лизинов и пропердина на ранних этапах онтогенеза также снижено, достигая средних норм взрослого к 2-3 годам.
У новорожденных отмечается низкое содержание лизоцима и нормальных антител, которые в основном являются материнскими и поступают в организм ребенка трансплацентарно. Таким образом, можно заключить, что у детей раннего возраста активность гуморальных факторов защиты понижена.
Развитие клеточных механизмов защиты также имеет возрастные особенности. Фагоцитарная реакция у новорожденных детей слабая. Она характеризуется инертностью фазы захвата, которая тем более растянута, чем меньше ребенок. Так, скорость поглощения лейкоцитами бактерий у детей первых б мес жизни в несколько раз меньше, чем у взрослых. Завершенность фагоцитоза менее выражена. Этому способствует и слабая опсонизирующая активность сыворотки крови. Эмбрионы млекопитающих и человека имеют низкую чувствительность (толерантность), к чужеродным веществам, токсинам бактерий. Исключение составляет стафилококковый токсин, к которому очень высоко чувствительны новорожденные дети. Отчасти с этими особенностями связано ослабление воспалительной реакции, которая либо совсем не возникает, либо выражена очень слабо.
Иммунологическая реактивность организма. Антигены. Известны следующие основные формы реакций организма, из которых складывается иммунологическая реактивность: продукция антител, гиперчувствительность немедленного типа, ги- перчувствительностъ замедленного типа, иммунологическая память и иммунологическая толерантность.
Пусковым моментом, включающим систему иммунологических реакций, является встреча организма с веществом антигенной природы - антигеном.
Антигенами по отношению к данному организму являются все те вещества, которые несут признаки генетически чужеродной информации и при введении в организм вызывают развитие специфических иммунологических реакций. Для организма человека в высшей степени чужеродными являются биохимические продукты микробов и вирусов. Необходимым условием антигенности является макромолекулярность. Как правило, вещества с молекулярной массой меньше 3000 не являются антигенами.
Чем крупнее молекулы, тем сильнее, при прочих равных условиях, антигенные свойства вещества.
Антитела. Основу иммунологической реактивности составляет сложный комплекс иммунологических реакций организма, которые до известной степени условно принято делить на реакции клеточные и гуморальные. Как говорят сами термины, в основе клеточных реакций лежит активное реагирование иммунокомпетентных клеток в ответ на антигенное раздражение.
К гуморальным реакциям относятся те, в которых основным фактором служат антитела, циркулирующие в жидких средах организма.
Согласно определению специального комитета ВОЗ, к антителам относятся белки животного происхождения, образуемые в организме позвоночных клетками лимфоидных органов при введении антигенов и обладающие способностью вступать с ними в специфическую связь.
В 1930 г. было установлено, что антитела представляют собой у-глобулины, по своим свойствам идентичные другим глобулинам, но отличающиеся от них способностью специфически соединяться с соответствующим антигеном.
В настоящее время антитела принято называть иммуноглобулинами (Ig). Известно 5 классов иммуноглобулинов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD с молекулярной массой от 150 000 до 900 000.
Как в филогенетическом, так и в онтогенетическом отношении наиболее ранней и менее специализированной формой антител является IgM. У плода и новорожденных синтезируются преимущественно IgM; кроме того, первичный иммунный ответ также начинается с синтеза иммуноглобулинов этого класса. Это наиболее крупномолекулярный глобулин с молекулярной массой 900 000. Благодаря своей макромолекуляр- ности этот глобулин не проходит через плаценту. Общее количество IgM в сыворотке крови здоровых людей составляет 5-10 % от всех иммуноглобулинов. Содержание IgM значительно повышено у новорожденных детей, перенесших внутриутробно инфекцию.
IgG является основным классом иммуноглобулинов и составляет 70 % всех иммуноглобулинов сыворотки крови. Это «стандартное» антитело млекопитающих, молекулярная масса его 150 000, имеет два центра связывания. В более значительных количествах синтезируется на вторичный антигенный стимул, связывает уже не только корпускулярные, но и растворимые антигены, например экзотоксины микробов. Связывающая способность молекул этого иммуноглобулина в тысячи раз сильнее, чем у IgM. Легко проникает через плаценту, участвуя в иммунологической защите плода и новорожденного. Иммуноглобулины G обладают способностью нейтрализовать многие вирусы, бактерии, токсины, оказывают опсонизи- рующее действие на бактерии. Важной особенностью их является более выраженная, чем у IgM, способность соединяться с гаптенами и полугаптенами, что обеспечивает более высокую специфичность соединения антигена с антителом.
IgA составляет 15-20 % от всех глобулинов. Молекулярная масса - 170 000 или 340 000, в зависимости от вида молекулы. Имеет два вида молекул IgA: сывороточный иммуноглобулин является мономером, молекула которого напоминает IgA. Секреторный глобулин представляет собой полимерную молекулу, как бы удвоенный сывороточный IgA. Он отличается от сывороточного иммуноглобулина. Продуцируется плазматическими клетками слизистых оболочек верхних дыхательных путей, мочеполового и желудочно-кишечного тракта. Содержит особый секреторный или транспортный компонент (S или Т), который синтезируется эпителиальными клетками слизистых желез и присоединяется к молекуле IgA в момент ее прохождения через эпителиальные клетки слизистых. Этот компонент обеспечивает проникновение IgA через слизистые оболочки. Он обнаруживается в свободном состоянии в кишечном содержимом, слюне, секрете дыхательных путей и мочеполового тракта. Секреторный IgA оказывает антивирусное и антибактериальное действие на патогенную флору слизистых оболочек. Особенно велика его защитная роль в материнском молоке. Поступая с молоком матери в желудочно- кишечный тракт ребенка, он защищает слизистую оболочку от проникновения патогенных микроорганизмов. Содержание этого глобулина возрастает у кормящих женщин более чем в 5 раз. Устойчивость слизистых оболочек к инфекции во многом определяется содержанием IgA в секретах слизистых оболочек. У лиц со сниженным содержанием IgA наблюдаются частые простудные заболевания.
IgE - белок с молекулярной массой 200 000, содержится в сыворотке крови в незначительных количествах, менее 1 % от всех иммуноглобулинов. Обладает способностью быстро фиксироваться тканями человека, особенно клетками кожи и слизистых оболочек. В больших количествах обнаруживается у лиц, страдающих аллергиями. При этом антитела класса IgE вырабатываются против веществ со слабыми антигенными свойствами, к которым у нормально реагирующих людей антитела не образуются. Эти антитела называются реагинами. В отличие от других антител они не предипитируют специфический антиген, не связывают комплемент, не проходят через плаценту.
IgD имеют молекулярную массу около 200 000. Присутствуют в сыворотке крови в очень незначительных количествах, не превышающих 1 % по отношению ко всем остальным иммуноглобулинам. Их роль в организме недостаточно выяснена.
Синтез иммуноглобулинов в организме осуществляется им- мунокомпетентными клетками лимфоцитарного ряда, которые трансформируются в плазматические клетки. Это высокоспециализированные клеточные элементы, структура которых обеспечивает выполнение их главной функции - синтез больших количеств белка. В секунду клетка может продуцировать 1000-1500 молекул антител.
Нарушения продукции антител могут быть врожденными и приобретенными. В первом случае мы имеем дело с генетически обусловленной врожденной агаммаглобулинемией, которая характеризуется резко пониженным содержанием иммуноглобулинов или их отсутствием. Приобретенная агаммагло- булинемия возникает в результате повреждения какого-либо из звеньев иммунной системы, ответственной за продукцию антител. Это может быть результатом тяжелой болезни, воздействия экстремальных факторов и т. д.
Под резистентностью организма понимают его устойчивость против различных болезнетворных воздействий (от лат. resisteo – сопротивление). Резистентность организма к неблагоприятным воздействиям определяется многими факторами, многими барьерными приспособлениями, которые препятствуют негативному воздействию механических, физических, химических и биологических факторов.
Клеточные неспецифические факторы защиты
К числу клеточных неспецифических факторов защиты относят защитную функцию кожи, слизистых оболочек, костной ткани, местные воспалительные процессы, способность центра теплорегуляции изменять температуру тела, способность клеток организма вырабатывать интерферон, клетки системы мононуклеарных фагоцитов.
Кожа обладает барьерными свойствами благодаря многослойному эпителию и его производным (волосы, перья, копыта, рога), наличию рецепторных образований, клеток макрофагальной системы, секрета, выделяемого железистым аппаратом.
Неповрежденная кожа здоровых животных оказывает сопротивление механическим, физическим, химическим факторам. Она представляет собой непреодолимый барьер для проникновения большинства патогенных микробов, препятствует проникновению возбудителей болезни не только механически. Она обладает способностью к самоочищению путем постоянного слущивания поверхностного слоя, выделения секретов потовыми и сальными железами. Кроме того, кожа обладает бактерицидными свойствами по отношению ко многим микроорганизмам потовыми и сальными железами. Кроме того, кожа обладает бактерицидными свойствами по отношению ко многим микроорганизмам. Ее поверхность представляет собой среду, неблагоприятную для развития вирусов, бактерий, грибов. Это объясняется кислой реакцией, создаваемой секретами сальных и потовых желез (рН – 4,6) на поверхности кожи. Чем ниже показатель рН, тем выше бактерицидность. Большое значение придают сапрофитам кожи. Видовой состав постоянной микрофлоры слагается из эпидермальных стафилококков до 90%, некоторых других бактерий и грибов. Сапрофиты способны выделять вещества, губительно действующие на патогенных возбудителей. По видовому составу микрофлоры можно судить о степени сопротивляемости организма, об уровне резистентности.
Кожные покровы содержат клетки макрофагальной системы (клетки Лангерганса) способные передавать информацию об антигенах Т-лимфацитам.
Барьерные свойства кожи зависят от общего состояния организма, определяемого полноценным кормлением, уходом за покровными тканями, характером содержания, эксплуатации. Известно, что истощенные телята легче заражаются микроспорией, трихофетией.
Слизистые оболочки ротовой полости, пищевода, желудочно-кишечного тракта, дыхательных и мочеполовых путей, покрытые эпителием, представляют собой барьер, препятствие для проникновения различных вредных факторов. Неповрежденная слизистая оболочка представляет собой механическое препятствие для некоторых химических и инфекционных очагов. Благодаря наличию ресничек мерцательного эпителия с поверхности дыхательных путей выводятся во внешнюю среду инородные тела, микроорганизмы, попадающие с вдыхаемым воздухом.
При раздражении слизистых оболочек химическими соединениями, инородными предметами, продуктами жизнедеятельности микроорганизмов возникают защитные реакции в виде чихания, кашля, рвоты, диареи, что способствует удалению вредных факторов.
Повреждение слизистой оболочки ротовой полости предупреждается усиленным слюноотделением, повреждение конъюнктивы – обильным отделением слезной жидкости, повреждение слизистой оболочки носа – серозным экссудатом. Секреты желез слизистых оболочек обладают бактерицидными свойствами за счет наличия в них лизоцима. Лизоцим способен лизировать стафило- и стрептококков, сальмонелл, туберкулезных и многих других микроорганизмов. Благодаря наличию хлористоводородной кислоты желудочный сок подавляет размножение микрофлоры. Защитную роль играют микроорганизмы, заселяющие слизистую оболочку кишечника, мочеполовых органов здоровых животных. Микроорганизмы принимают участие в переработке клетчатки (инфузории преджелудков жвачных), синтезе белка, витаминов. Основным представителем нормальной микрофлоры в толстом кишечнике является кишечная палочка (Escherichia coli). Она ферментирует глюкозу, лактозу, создает неблагоприятные условия для развития гнилостной микрофлоры. Снижение резистентности животных, особенно у молодняка, превращает кишечную палочку в патогенного возбудителя. Защиту слизистых оболочек осуществляют макрофаги, предупреждающие проникновение чужеродных антигенов. На поверхности слизистых оболочек сконцентрированы секреторные иммуноглобулины, основу которых составляет иммуноглобулины класса А.
Костная ткань выполняет многообразные защитные функции. Одна из них – защита центральных нервных образований от механических повреждений. Позвонки предохраняют спинной мозг от травм, а кости черепа защищают головной мозг, покровные структуры. Ребра, грудная кость выполняют защитную функцию в отношении легких и сердца. Длинные трубчатые кости оберегают основной орган кроветворения – красный костный мозг.
Местные воспалительные процессы, прежде всего, стремятся предупредить распространение, генерализацию патологического процесса. Вокруг очага воспаления начинает формироваться защитный барьер. Первоначально он обусловлен скоплением экссудата – жидкости, богатой белками, адсорбирующими токсические продукты. В последующем на границе между здоровой и поврежденной тканями образуется демаркационный вал из соединительно-тканных элементов.
Способность центра теплорегуляции изменять температуру тела имеет важное значение для борьбы с микроорганизмами. Высокая температура тела стимулирует обменные процессы, функциональную активность клеток ретикуломакрофагальной системы, лейкоцитов. Появляются молодые формы клеток белой крови – юные и палочкоядерные нейтрофилы, богатые ферментами, что повышает их фагоцитарную активность. Лейкоциты в повышенных количествах начинают продуцировать иммуноглобулины, лизоцим.
Микроорганизмы при высокой температуре теряют устойчивость к антибиотикам, другим лекарственным препаратам, а это создает условия для эффективного лечения. Естественная резистентность при умеренных лихорадках возрастает за счет эндогенных пирогенов. Они стимулируют иммунную, эндокринную, нервную системы, определяющие устойчивость организма. В настоящее время в ветеринарных клиниках применяются бактериальные очищенные пирогены, стимулирующие естественную резистентность организма и понижающие сопротивляемость патогенной микрофлоры к антибактериальным препаратам.
Центральным звеном клеточных факторов защиты является система мононуклеарных фагоцитов. К этим клеткам относятся моноциты крови, гистиоциты соединительной ткани, купферовские клетки печени, легочные, плевральные и перитонеальные макрофаги, свободные и фиксированные макрофаги, свободные и фиксированные макрофаги лимфоузлов, селезенки, красного костного мозга, макрофаги синовиальных оболочек суставов, остеокласты костной ткани, клетки микроглии нервной системы, эпителиоидные и гигантские клетки воспалительных очагов, эндотелиальные клетки. Макрофаги осуществляют бактерицидную активность благодаря фагоцитозу, а также они способны секретировать большое количество биологически активных веществ, обладающих цитотоксическими свойствами в отношении микроорганизмов и опухолевых клеток.
Фагоцитоз – это способность определенных клеток организма поглощать и переваривать чужеродные начала (вещества). Клетки, противостоящие возбудителям заболеваний, освобождающие организм от собственных, генетически чужеродных клеток, их обломков, инородных тел, были названы И.И. Мечниковым (1829 г.) фагоцитами (от греческого phaqos – пожирать, cytos – клетка). Все фагоциты подразделяют на микрофаги и макрофаги. К микрофагам относят нейтрофилы и эозинофилы, к макрофагам – все клетки системы мононуклеарных фагоцитов.
Процесс фагоцитоза сложный, многоэтажный. Начинается он сближением фагоцита с возбудителем, затем наблюдают прилипание микроорганизма к поверхности фагоцитирующей клетки, дальше поглощение с образованием фагосомы, внутриклеточное объединение фагосомы с лизосомой и, наконец, переваривание объекта фагоцитоза лизосомальными ферментами. Однако не всегда клетки взаимодействуют подобным образом. Вследствие ферментативной недостаточности лизосомальных протеаз фагоцитоз может быть неполным (незавершенным), т.е. протекает только три стадии и микроорганизмы могут сохраняться в фагоците в латентном состоянии. При неблагоприятных для макроорганизма условиях бактерии становятся способными к размножению и, разрушая фагоцитарную клетку, вызывают инфекцию.
Гуморальные неспецифические факторы защиты
К гуморальным факторам, обеспечивающим резистентность организма, относят комплимент, лизоцим, интерферон, пропердин, С-реактивный белок, нормальные антитела, бактерицидин.
Комплемент – сложная многофункциональная система белков сыворотки крови, которая участвует в таких реакциях, как опсонизация, стимуляция фагоцитоза, цитолиз, нейтрализация вирусов, индукция иммунного ответа. Известно 9 фракций комплемента, обозначаемых С 1 – С 9 , находящихся в сыворотке крови в неактивном состоянии. Активизация комплемента происходит под действием комплекса антиген-антитела и начинается с присоединения к этому комплексу С 1 1 . Для этого необходимо присутствие солей Са и Мq. Бактерицидная активность комплемента проявляется с самых ранних этапов жизни плода, однако, в период новорожденности активность комплемента наиболее низкая по сравнению с другими возрастными периодами.
Лизоцим – представляет собой фермент из группы гликозидаз. Впервые лизоцим описан Флетингом в 1922 году. Он секретируется постоянно, выявляется во всех органах и тканях. В организме животных лизоцим находится в крови, слезной жидкости, слюне, секрете слизистых оболочек носа, в желудочном и дуоденальном соке, молоке, амниотической жидкости плодов. Особенно богаты лизоцимом лейкоциты. Способность лизоцима лизировать микроорганизмы чрезвычайно велика. Он не теряет этого свойства даже в разведении 1:1000000. Первоначально считалось, что лизоцим активен лишь в отношении грамположительных микроорганизмов, однако в настоящее время установлено, что в отношении грамотрицательных бактерий он действует совместно с комплементом цитолитически, проникая через поврежденную им клеточную стенку бактерий к объектам гидролиза.
Пропердин (от лат. perdere – разрушать) белок сыворотки крови глобулинового типа, обладающий бактерицидными свойствами. В присутствии комплимента и ионов магния проявляет бактерицидное действие в отношении граммположительных и граммотрицательных микроорганизмов, а также способен инактивировать вирусы гриппа, герпеса, проявляет бактерицидность по отношению ко многим патогенным и условно-патогенным микроорганизмам. Уровень пропердина в крови животных отражает состояние их резистентности, чувствительность к инфекционным заболеваниям. Выявлено снижение его содержания у облученных животных, больных туберкулезом, при стрептококковой инфекции.
С-реактивный белок – подобно иммуноглобулинам, обладает способностью инициировать реакции преципитации, агглютинации, фагоцитоза, связывание комплемента. Кроме того С-реактивный белок повышает подвижность лейкоцитов, что дает основание говорить об его участии в формировании неспецифической устойчивости организма.
С-реактивный белок находят в сыворотке крови при острых воспалительных процессах, и он может служить показателями активности этих процессов. В нормальной сыворотке крови этот белок не определяется. Он не проходит через плаценту.
Нормальные антитела присутствуют в сыворотке крови практически всегда и принимают постоянное участие в неспецифической защите. Образуются в организме как нормальный компонент сыворотки в результате контакта животного с очень большим количеством различных микроорганизмов окружающей среды или некоторых белков рациона.
Бактерицидин представляет собой фермент, который в отличие от лизоцима действует на внутриклеточные субстанции.
Загрузка...