Резистентность (от лат. resistere - противостоять, сопротивляться) - устойчивость организма к действию чрезвычайных раздражителей, способность сопротивляться без существенных изменений постоянства внутренней среды; это важнейший качественный показатель реактивности;
Неспецифическая резистентность представляет собой устойчивость организма к повреждению (Г. Селье, 1961), не к какому-либо отдельному повреждающему агенту или группе агентов, а вообще к повреждению, к разнообразным факторам, в том числе и к экстремальным.
Она бывает врожденной (первичная) и приобретенной (вторичная), пассивной и активной.
Врожденная (пассивная) резистентность обусловливается анатомо-физиологическими особенностями организма (например, устойчивость насекомых, черепах, обусловленная их плотным хитиновым покровом).
Приобретенная пассивная резистентность возникает, в частности, при серотерапии, заместительном переливании крови.
Активная неспецифическая резистентность обусловливается защитно-приспособительными механизмами, возникает в результате адаптации (приспособления к среде), тренировки к повреждающему фактору (например, повышение устойчивости к гипоксии вследствие акклиматизации к высокогорному климату).
Неспецифическую резистентность обеспечивают биологические барьеры: внешние (кожа, слизистые, органы дыхания, пищеварительный аппарат, печень и др.) и внутренние - гистогематические (гематоэнцефалический, гематоофтальмический, гематолабиринтный, гематотестикулярный). Эти барьеры, а также содержащиеся в жидкостях биологически активные вещества (комплемент, лизоцим, опсонины, пропердин) выполняют защитную и регулирующую функции, поддерживают оптимальный для органа состав питательной среды, способствуют сохранению гомеостаза.
ФАКТОРЫ, СНИЖАЮЩИЕ НЕСПЕЦИФИЧЕСКУЮ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА. ПУТИ И МЕТОДЫ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ И УКРЕПЛЕНИЯ
Любое воздействие, меняющее функциональное состояние регуляторных систем (нервной, эндокринной, иммунной) или исполнительных (сердечно-сосудистой, пищеварительной и др.), приводит к изменению реактивности и резистентности организма.
Известны факторы, снижающие неспецифическую резистентность: психические травмы, отрицательные эмоции, функциональная неполноценность эндокринной системы, физическое и психическое переутомление, перетренировка, голодание (особенно белковое), неполноценное питание, недостаток витаминов, тучность, хронический алкоголизм, наркомания, переохлаждение, простуда, перегревание, болевая травма, детренированность организма, его отдельных систем; гиподинамия, резкая перемена погоды, длительное воздействие прямых солнечных лучей, ионизирующее излучение, интоксикация, перенесенные заболевания и т.п.
Различают две группы путей и методов, повышающих неспецифическую резистентность.
При снижении жизнедеятельности, утрате способности к самостоятельному существованию (переносимость)
2. Гипотермия
3. Ганглиоблокаторы
4. Зимняя спячка
При сохранении или повышении уровня жизнедеятельности (СНПС - состояние не специфически повышенной сопротивляемости)
1 1. Тренировка основных функциональных систем:
Физическая тренировка
Закаливание к низким температурам
Гипоксическая тренировка (адаптация к гипоксии)
2 2. Изменение функции регуляторных систем:
Аутогенная тренировка
Словесное внушение
Рефлексотерапия (иглоукалывание и др.)
3 3. Не специфическая терапия:
Бальнеотерапия, курортотерапия
Аутогемотерапия
Протеинотерапия
Неспецифическая вакцинация
Фармакологические средства (адаптогены - женьшень, элеутерококк и др.; фитоциды, интерферон)
К первой группе относятся воздействия, с помощью которых устойчивость повышается вследствие утраты организмом способности к самостоятельному существованию, снижения активности процессов жизнедеятельности. Таковыми являются наркоз, гипотермия, зимняя спячка.
При заражении животного в состоянии зимней спячки чумой, туберкулезом, сибирской язвой заболевания не развиваются (они возникают только после его пробуждения). Кроме того, повышается устойчивость к лучевому воздействию, гипоксии, гиперкапнии, инфекциям, отравлениям.
Наркоз способствует возрастанию устойчивости к кислородному голоданию, электрическому току. В состоянии наркоза не развиваются стрептококковый сепсис и воспаление.
При гипотермии ослабляются столбнячная и дизентерийная интоксикации, снижается чувствительность ко всем видам кислородного голодания, к ионизирующему излучению; повышается устойчивость к повреждению клеток; ослабляются аллергические реакции, в эксперименте замедляется рост злокачественных опухолей.
При всех этих состояниях наступает глубокое торможение нервной системы и, как следствие, - всех жизненных функций: угнетаются деятельность регуляторных систем (нервной и эндокринной), снижаются обменные процессы, затормаживаются химические реакции, уменьшается потребность в кислороде,замедляется крово- и лимфообращение, снижается температура тела, организм переходит на более древний путь обмена - гликолиз. В результате подавления процессов нормальной жизнедеятельности выключаются (или затормаживаются) и механизмы активной защиты, возникает ареактивное состояние, что обеспечивает организму выживание даже в очень трудных условиях. При этом он не сопротивляется, а лишь пассивно переносит патогенное действие среды, почти не реагируя на него. Такое состояние называется переносимостью (повышенная пассивная резистентность) и представляет собой способ выживания организма в неблагоприятных условиях, когда активно защититься, избежать действия чрезвычайного раздражителя невозможно.
Ко второй группе относятся следующие приемы повышения резистентности при сохранении или повышении уровня жизнедеятельности организма:
Адаптогены - это агенты, ускоряющие адаптацию к неблагоприятным воздействиям и нормализующие нарушения, вызываемые стрессом. Они оказывают широкое терапевтическое действие, повышают сопротивляемость к целому ряду факторов физической, химической, биологической природы. Механизм их действия связан, в частности, со стимуляцией ими синтеза нуклеиновых кислот и белка, а также со стабилизацией биологических мембран.
Применяя адаптогены (и некоторые другие лекарственные препараты) и адаптируя организм к действию неблагоприятных факторов внешней среды, можно сформировать особое состояние неспецифически повышенной сопротивляемости - СНПС. Для него характерны повышение уровня жизнедеятельности, мобилизация механизмов активной защиты и функциональных резервов организма, повышенная резистентность к действию многих повреждающих агентов. Важным условием при выработке СНПС является дозированное увеличение силы воздействия неблагоприятных факторов внешней среды, физических нагрузок, исключение перегрузок, во избежание срыва адаптационно-компенсаторных механизмов.
Таким образом, более устойчивым оказывается тот организм, который лучше, активней сопротивляется (СНПС) или менее чувствителен и обладает большей переносимостью.
Управление реактивностью и резистентностью организма - перспективное направление современной профилактической и лечебной медицины. Повышение неспецифической резистентности - эффективный способ общего укрепления организма.
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.
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.
Гуморальные неспецифические факторы защиты представлены раз-личными белками и пептидами, содержащимися в крови и жидкостях ор-ганизма. Они сами могут обладать антимикробными свойствами или спо-собны активизировать другие гуморальные и клеточные механизмы имму-нитета.
1.1.1. Лизоцим (мурамидаза) – является лизосомальным ферментом, активность которого проявляется в гидролизе –1–4-гликозидной связи полиаминосахаров клеточной стенки преимущественно грамположитель-ных бактерий. Антимикробное действие лизоцима связано с его способно-стью расщеплять гликозидные связи в молекуле N-муреина (полимер – L-ацетил-мурамовой кислоты и N-ацетилглюкозамина), входящего в состав клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных микроорга-низмов. В комбинации с комплементом и некоторыми химическими и фи-зическими факторами лизоцим может лизировать и клетки грамотрица-тельных микроорганизмов. Взаимодействуя с секреторными иммуногло-булинами, лизоцим участвует в формировании местного иммунитета.
1.1.2. Комплемент – система сывороточных белков состоит из более 20 компонентов глобулиновой природы и рассматривается как комплекс проэнзимов, требующих последовательной активации, начиная с первого (классический путь активации), третьего и пятого компонентов (альтерна-тивный путь активации) комплемента. Активированный комплемент, взаи-модействуя с комплексом антиген-антитело, лизирует последний. Кроме цитолиза, комплемент принимает участие в анафилаксии, иммунном при-липании, конглютинации, фагоцитозе, распознавании лимфоцитами анти-генов.
Активация фагоцитоза комплементом осуществляется в результате участия его компонентов С3 и С5 в хемотаксисе и С3 в аттракции (иммун-ном прилипании). Рецепторы для С3 фрагментов имеются также на В-лимфоцитах, которые являются полноценными предшественниками анти-телопродуцирующих клеток при первичном и вторичном иммунном ответе на тимусзависимые и тимуснезависимые антигены.
1.1.3. Пропердин – эуглобулин сыворотки крови, мигрирующий между - и -глобулинами. Он запускает альтернативный путь активации комплемента при помощи сложной системы, включающей 6 факторов. Ак-тиваторами включения альтернативного пути являются иммуноглобулины класса А, эндотоксин, зимозан и другие полисахариды.
Вместе с комплементом пропердин принимает участие в разрушении преимущественно грамотрицательных бактерий, измененных эритроцитов, нейтрализации и инактивации некоторых вирусов.
1.1.4. С-реактивный белок (СРБ) является индуцибельным фактором и относится к группе так называемых острофазных белков плазмы. Свое название он получил за способность связываться с С-полисахаридом кле-точной стенки пневмококка. Представляет собой пентамер кольцевидной формы, состоящий из одинаковых субединиц с молекулярной массой 21000 D. Каждая субъединица СРБ имеет активные центры, связывающие фосфорилхолин, поликатионы, полианионы и галактаны. Фосфорилхолин входит в состав клеточных стенок бактерий и фосфолипидов клеточных мембран. Связанный с мишенью СРБ способен активировать систему ком-племента классическим и альтернативным путем. Комплексы, содержащие СРБ, растворяются комплементом так же, как комплексы антиген-антитело. СРБ является хорошим опсонином и стимулятором подвижности фагоци-тов. Основное место синтеза СРБ – печень, другим местом выработки СРБ являются лимфоидные клетки.
1.1.5. Интерферон (ИФН) – является низкомолекулярным белком, синтезируемым в клетках in vitro и in vivo при действии на них различных чужеродных факторов: вирусов, бактерий, нуклеиновых кислот, синтети-ческих полимеров и т.д. Интерферон определяется как белковый фактор, который не обладает вирусспецифичностью, а активность его в отношении вирусов, по крайней мере в гомологичных клетках, осуществляется с уча-стием клеточного метаболизма, вовлекающего синтез РНК и белка.
В зависимости от места образования и структуры выделяют три типа ИНФ: , , . ИФН- образуется преимущественно В-лимфоцитами и др. (лейкоцитарный, I тип), ИФН- - эпителиальными клетками и фибробла-стами (фибробластный, I тип), -ИФН – иммунными лимфоцитами с уча-стием макрофагов (иммунный, II тип). Антигенные различия ИФН обу-словлены не характером воздействующего индуктора, а именно природой клеток-продуцентов. ИФН делятся не только на 3 вида, но и каждый из них состоит из нескольких отличных друг от друга фракций белков. Согласно международной классификации -ИФН состоит из 12 подвидов. Описано 4 подвида -ИФН и 3 подвида -ИФН.
Продукция ИФН в организме осуществляется в основном лейкоцита-ми, Т- и В-лимфоцитами, макрофагами, клетками РЭС, эпителиальными клетками слизистых оболочек. Образование ИФН при вирусных инфекци-ях происходит очень быстро, с первых часов заболевания, совпадает по времени с репродукцией вируса и намного опережает появление специфи-ческих иммуноглобулинов, даже IgM. Интерфероны являются частью лимфокинового комплекса и сами, по своей природе – лимфокины. Им-мунный ИФН также как лимфокин образуется Т-лимфоцитами в ответ на антигенную стимуляцию.
1.1.6. Интегральным показателем состояния гуморального звена не-специфической резистентности является бактерицидная активность сы-воротки крови. Она опосредована простыми белками (лактоферрин, трансферрин, интерферон, интерлейкин-1,-6,-8, фактор некроза опухоли, фактор активации тромбоцитов, лизоцим, фибронектины), сложными бел-ками (комплемент, фибринопептиды), белками острой фазы воспаления (гаптоглубин, фибриноген, С-реактивный белок и др.).
В сыворотке крови инициатором бактерицидных реакций являются иммуноглобулины М-класса, как наиболее комплементзависимые, в секре-тах слизистых – иммуноглобулины А-класса, как наиболее лизоцимзави-симые.
По отношению к грамотрицательным микроорганизмам бактерицид-ная активность сыворотки крови представляет собой результат синергид-ного действия поэтапно включающихся в этот процесс факторов: в начале – иммуно-глобулинов и комплемента, затем – лизинов и лизоцима. Лизис грамотрицательных бактерий осуществляется в основном за счет компле-мента, вызывающего деструкцию краевых слоев оболочки, и усиливается лизоцимом.
По отношению к грамположительным бактериям лизоцим выступает в качестве основного литического фактора, -лизин – вспомогательного. Микробы, покрытые оболочкой с обедненным ригидным слоем, могут, ви-димо, лизироваться одним комплементом. Не лизированные, но повре-жденные бактерии, легче поддаются фагоцитозу, особенно после адсорб-ции на их поверхности иммуноглобулинов и комплемента.
Понятие о естественной резистентности организма
В антиинфекционной защите организма участвуют неспецифические анатомо-физиологические факторы и высокоспециализированная иммунная система. Иммунная система, которая действует против возбудителя инфекционного заболевания или иного чужеродного вещества (антигена) с помощью антител и сенсибилизированных клеток (лимфоциты, макрофаги), более эффективно обеспечивает противоинфекционную защиту. Однако сопротивляемость и защита организма от возбудителей зависит не только от специфических механизмов иммунного ответа, но и от многих неспецифических факторов и механизмов. Неспецифические защитные реакции являются единственным фактором, предотвращающим развитие инфекционного процесса.
Неспецифический противомикробный иммунитет обеспечивают следующие факторы: анатомофизиологические, гуморальные, клеточные.
Резистентность
Анатомофизиологические факторы естественной резистентности:
Кожно-слизистые барьеры. Неповрежденная кожа и слизистые оболочки являются не только механическим барьером для микроорганизмов, но и обладают свойством губительно действовать на эти микроорганизмы. Бактерицидное действие кожи связывают с веществами, выделяемыми потовыми и сальными железами, а также с жирными кислотами, содержащимися в коже. Слизистые оболочки (конъюнктива, слизистая носовой полости, ротовой полости и др.) также обладают барьерными свойствами. В защитных свойствах кожи и слизистых оболочек существенную роль играет бактерицидное вещество лизоцим, содержащееся в слезной жидкости, слюне, носовой слизи, крови, лимфе, молоке, курином белке, икре рыб. Лизоцим – вещество белковой природы, обладающее сильным растворяющим действием в отношении муреина клеточной стенки многих видов бактерий. Помимо прямой антибактериальной активности, лизоцим обладает свойством стимуляции фагоцитоза.
Кроме лизоцима выраженной бактерицидной активностью обладают секреты желез пищеварительного тракта (слюна, желудочный сок, желчь).
Воспаление. Болезнетворные микроорганизмы, преодолевшие кожный и слизистый барьеры, начинают массированное проникновение в глубжележащие ткани. На инфицированном участке в короткое время развивается воспалительная реакция или воспаление. Воспаление – это сложная сосудисто-тканевая защитно-приспособительная реакция организма в ответ на действие патогенного раздражителя. Воспаление выполняет защиту организма от воздействия патогенного фактора. Благодаря воспалительной реакции очаг повреждения отграничивается от всего организма, происходит ликвидация патогенного фактора, повышение местного и общего иммунитета. Но при определенных условиях воспаление может приобретать вредоносное значение для организма (некроз тканей, нарушение функций).
При дальнейшем продвижении в ткани и кровь микроорганизмы встречают новый барьер – лимфатические узлы. Они расположены по ходу лимфатических сосудов и играют роль своеобразных фильтров, задерживающих микробные клетки.
Если возбудителю удается преодолеть и этот барьер, то в макроорганизме происходит изменение уровня обмена веществ и определенных физиологических процессов. Так, при многих инфекционных заболеваниях происходит повышение температуры тела в связи с изменением обменных и энергетических процессов.
Гуморальные факторы неспецифической резистентности.
Естественные (нормальные) антитела. В крови животных, которые никогда ранее не болели и не подвергались иммунизации, обнаруживают вещества в небольших концентрациях, способные вступать в реакцию со многими антигенами. Эти вещества названы нормальными антителами. Об источниках нормальных антител до сих пор нет единого мнения.
Лизины. Белки сыворотки крови, способные растворять некоторые бактерии и эритроциты. Лактоферрин. Гликопротеид, обладающий железосвязывающей активностью. Является специфическим компонентом секрета желез – слюнных, молочных, слезных, желез пищеварительного и мочеполового тракта. Лактоферрин – фактор местного иммунитета, защищающий от микробов эпителиальные покровы.
Комплемент. Многокомпонентная система белков сыворотки крови и других жидкостей организма. Комплемент состоит из девяти компонентов, которые свободно циркулируют в организме в форме неактивированных предшественников и относятся к бета-глобулиновой фракции плазмы крови. Продуцентами предшественников комплемента являются макрофаги, клетки костного мозга, печени, тонкой кишки, лимфатических узлов. При определенных условиях не активированные предшественники комплемента активируются в строго определенном порядке по классическому или альтернативному пути.
Принципиальных биохимических различий между классическим и альтернативным путями активации комплемента, по существу, нет. Однако по клиническим проявлениям различия весьма существенны. При альтернативном пути в циркуляторном русле значительно увеличивается содержание осколков белковых молекул с высокой биологической активностью, для нейтрализации которых включаются сложные механизмы, что повышает возможность развития вялотекущего, зачастую генерализованного воспалительного процесса. Классический путь более безвреден для организма. При нем на микроорганизмы одновременно воздействуют и фагоциты и антитела, которые специфически связывают антигенные детерминанты микроорганизмов и активизируют систему комплемента, способствуя тем самым активации фагоцитоза. При этом уничтожение атакуемой клетки происходит одновременно при участии и антител, и комплемента, и фагоцитов, что внешне может никак не проявиться. В связи с этим, классический путь активации комплемента считается более физиологичным путем обезвреживания и утилизации антигенов, чем альтернативный.
Интерферон. ИФ – это вещества белковой природы, которые вырабатываются клетками позвоночных в ответ на внедрение вирусов и других природных и синтетических индукторов. В настоящее время известны 14 α-интерферонов (α-ИФ), продуцируемых макрофагами и лимфоцитами, β-интерферон (β-ИФ), продуцируемый фибробластами, и γ-интерферон (γ-ИФ), продуцируемый Т-лимфоцитами периферической крови. При вирусной инфекции в зараженных клетках индуцируется синтез интерферона, секретируемого затем в межклеточное пространство, где он связывается с рецепторами соседних незараженных клеток. Молекулы интерферона не обладают непосредственно антивирусным действием, но после связывания с незараженными клетками индуцируют в них синтез белков, обладающих антивирусной активностью и ограничивающих распространение вируса из инфицированного очага. В результате изменения процессов метаболизма в клетке, подвергшейся воздействию ИФ, нарушается прикрепление вируса к клетке, подавляется эндоцитоз, происходит ингибирование транскрипции и трансляции.
Клеточные факторы естественной резистентности
Система фагоцитов. Фагоцитоз – специальная форма эндоцитоза, при которой поглощаются крупные частицы (микробы, клетки и др.). У высших животных фагоцитоз осуществляется только специфическими клетками (нейтрофилами и макрофагами), которые происходят от одной общей клетки-предшественника и защищают животных и человека от инфекции, поглощая вторгшиеся микроорганизмы, а также утилизируют старые или поврежденные клетки или клеточные оболочки.
Среди макрофагов различают подвижные (циркулирующие) и неподвижные (оседлые) клетки. Подвижные макрофаги – это моноциты периферической крови, а неподвижные – макрофаги печени, селезенки, лимфатических узлов, выстилающие стенки мелких кровеносных сосудов и других органов и тканей.
Активность фагоцитов связана с наличием в сыворотке крови опсонинов. Опсонины – белки нормальной сыворотки крови, вступающие в соединение с микробами, благодаря чему последние становятся более доступными для фагоцитов.
Различают фагоцитоз завершенный (при котором происходит гибель фагоцитированных клеток) и незавершенный (гибель микроорганизмов внутри фагоцита не наступает).
Итак, основа естественной резистентности живых организмов – действие неспецифических механизмов, в большинстве своем реагирующих на повреждение тканей воспалительными реакциями. В этих механизмах участвуют как клеточные (макрофаги, тучные, нейтрофилы и др.), так и гуморальные (комплемент, интреферон, лизоцим и др.) факторы. Эти факторы обладают ограниченной способностью узнавать и уничтожать бактерии, вирусы, а также участвующие в контроле процессов пролиферации и дифференцировки соматических клеток, в защите организма против опухолевого роста.
У позвоночных, особенно у теплокровных животных, в процессе эволюции произошло одновременное резкое изменение размеров, температуры тела, продолжительности жизни и среды обитания. В частности, наличие всех питательных веществ и постоянная температура (термостат с постоянной питательной средой) создали у животных наиболее благоприятную среду для жизнедеятельности огромного количества чужеродных микроорганизмов, в том числе патогенных. Для защиты от них потребовались новые, более действенные иммунные механизмы защиты. Это стало возможным с появлением у высших животных дополнительной, наиболее совершенной лимфоидной системы иммунитета, основными элементами которой являются Т - и В-лимфоциты, обладающие специфичностью и способностью создавать и хранить иммунологическую память о возбудителе заболевания и других генетически чужеродных агентов.
Loading...