Гуморальные факторы специфического иммунитета. Гуморальные факторы неспецифической защиты Гуморальные факторы неспецифической защиты организма

Фагоцитоз

Процесс фагоцитоза - поглощение инородного вещества клетками-фагоцитами. Фагоцитарной активностью обладают ретикулярные и эндотелиальные клетки лимфоузлов, селезенки, костного мозга, купферовские клетки печени, гистиоциты, моноциты, полибласты, нейтрофилы, эозинофилы, базофилы. Фагоциты удаляют из организма отмирающие клетки, поглощают и инактивируют микробы, вирусы, грибы; синтезируют биологически активные вещества (лизоцим, комплемент, интерферон); участвуют в регуляции иммунной системы.

Механизм фагоцитоза включает следующие этапы:

1) активация фагоцита и его приближение к объекту (хемотаксис);

2) стадия адгезии -- прилипание фагоцита к объекту;

3) поглощение объекта с образованием фагосомы;

4) образование фаголизосомы и переваривание объекта с помощью ферментов.

Активность фагоцитоза связана с наличием в сыворотке крови опсонинов. Опсонины -- белки нормальной сыворотки крови, вступающие в соединение с микробами, благодаря чему они становятся более доступными фагоцитозу.

Фагоцитоз, при котором происходит гибель фагоцитированного микроба, называют завершенным. Однако в ряде случаев микробы, находящиеся внутри фагоцитов, не погибают, а иногда даже размножаются. Такой фагоцитоз называют незавершенным. Макрофаги кроме фагоцитоза выполняют регуляторные и эффекторные функции, кооперативно взаимодействуя с лимфоцитами в ходе специфического иммунного ответа.

защита организм противомикробный фагоцитоз

Гуморальные факторы неспецифической защиты

К основным гуморальным факторам неспецифической защиты организма относят - лизоцим, интерферон, систему комплемента, пропердин, лизины, лактоферрин.

Лизоцим относится к лизосомальным ферментам, содержится в слезах, слюне, носовой слизи, секрете слизистых оболочек, сыворотке крови. Он обладает свойством лизировать живые и убитые микроорганизмы.

Интерфероны - белки, обладающие противовирусным, противоопухолевым, иммуномодулирующим действием. Интерферон действует посредством регуляции синтеза нуклеиновых кислот и белков, активируя синтез ферментов и ингибиторов, блокирующих трансляцию вирусных и - РНК.

К неспецифическим гуморальным факторам относят систему комплемента (сложный белковый комплекс, постоянно присутствует в крови и является важным фактором иммунитета). Система комплемента состоит из 20-ти взаимодействующих белковых компонентов, которые могут активироваться без участия антител, образовывать мембраноатакующий комплекс с последующей атакой мембраны чужеродной бактериальной клетки, приводящей к ее разрушению. Цитотоксическая функция комплемента в этом случае активируется непосредственно чужеродным внедрившимся микроорганизмом.

Пропердин принимает участие в разрушении микробной клетки, нейтрализации вирусов и играет значительную роль в неспецифической активации комплемента.

Лизины -- белки сыворотки крови, обладающие способностью лизировать некоторые бактерии.

Лактоферрин является фактором местного иммунитета, защищающий от микробов эпителиальные покровы.

1. «Комплемент » - комплекс белковых молекул в крови, которые разрушают клетки или помечают их для уничтожения(от лат. Complementum-дополнение). В крови циркулируют различные фракции (частички) комплемента, обозначаемые символами С1,С2,С3…С9 и др. Находясь в разобщенном состоянии, они являются инертными белками-предшественниками комплемента. Сборка фракций комплемента в единое целое происходит при внедрении в организм болезнетворных микробов. Сформировавшись, комплемент выглядит в виде воронки и способен лизировать (уничтожать) бактерии или помечать их для уничтожения фагоцитами.

У здоровых людей уровень комплемента варьирует незначительно, но у больных может резко повышаться или снижаться.

2. Цитокины - небольшие пептидные информационные молекулы интерлейкины и интерфероны . Они регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз (естественная гибель клеток организма). Обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и при патологии.

Цитокин выделяется на поверхность клетки (в которой находился) и взаимодействуют с рецептором рядом находящейся другой клетки. Таким образом, передается сигнал, для запуска дальнейших реакции.

а) Интерлейки́ны (ИНЛ или IL) - группа цитокинов, синтезируемая в основном лейкоцитами (по этой причине было выбрано окончание «-лейкин»). Также производятся моноцитами и макрофагами. Существуют разные классы интерлейкинов от 1 до 11 и др.

б) Интерфероны (ИНФ) Это низкомолекулярные белки, содержащие небольшое количество углеводов (от анг.interfere-препятствую размножению). Различают 3 серологические группы α, β и γ. α – ИНФ - это семейство 20 полипептидов продуцируется лейкоцитами, β- ИНФ - гликопротеин, продуцируются фибробластами. γ – ИНФ продуцируется Т-лимфоцитами. Отличаясь по структуре, они обладают одинаковым механизмом действия. Под воздействием инфекционного начала секретируются многими клетками в месте входных ворот инфекции концентрация ИНФ в считанные часы многократно увеличивается. Его защитное действие в отношении вирусов сводится к ингибированию репликации РНК или ДНК. Связавшийся со здоровыми клетками ИНФ I типа защищает их от проникновения вирусов.

3. Опсонины это белки острой фазы. Усиливают фагоцитарную активность, оседают на фагоцитах и облегчают их связывание с а/г, покрытых иммуноглобулином (IgG и IgA) или комплементом.

Иммуногенез

Антителообразование называется иммуногенез и зависит от дозы, кратности и способа введения а/г.

Клетки, обеспечивающие иммунный ответ называются иммунокомпетентными, ведут начало от кроветворной стволовой клетки , которые образуются в красном костном мозге. Там же формируются лейкоциты, тромбоциты и эритроциты, а также предшественники Т и В – лимфоцитов.

На ряду с выше перечисленными клетками предшественники Т- и В- лимфоциты являются клетками иммунной системы. Для созревания Т – лимфоциты направляются в тимус.

В – лимфоциты начальное созревание проходят в красном костном мозге, а завершают созревание в лимфатических сосудах и узлах. В – лимфоциты произошло от слова “бурса” – сумка. В сумке Фабрициуса у птиц развиваются клетки, сходные с В – лимфоцитами человека. У человека органа образующего В – лимфоциты не найдено. Т и В – лимфоциты покрыты ворсинками (рецепторами).

Хранение Т – и В – лимфоцитов осуществляется в селезенке. Весь этот процесс происходит без внедрения антигена. Обновление всех клеток крови и лимфы происходит постоянно.

Процесс формирования Jg может быть продолжен, если происходит проникновение а/г в организм.

В ответ на внедрение а/г реагируют макрофаги. Они определяют чужеродность а/г, затем фагоцитируют и если макрофаги не справились, образованный комплекс гистосовместимости (MHC) (а\г+макрофаг), данный комплекс выделяет вещество интерлейкин I (ИНЛ I) порядка, это вещество действует на Т – лимфоциты, которые дифференцируются на 3 разновидности Тk (киллеры), Th (Т-хелперы), Ts (Т-супрессоры).

Th выделяют ИНЛ II порядка, который действует на преобразование В – лимфоцитов и активацию Тk. После такой активации В - лимфоциты трансформируются в плазматические клетки, из которых в конечном итоге получаются Jg (М,D,G,А,Е,).

Процесс выработки Jg происходит, если человек заболевает впервые.

Если происходит повторное заражение этим же видом микроба, схема выработки Jg сокращается. В этом случае оставшиеся, на В – лимфоцитах JgG соединяются сразу же с а/г и трансформируются в плазматические клетки. Т – система остается, не задействована. Одновременно с активацией В – лимфоцитов при повторном заражении активизируется мощная система сборки комплемента.

Тk обладают противовирусной защитой. Ответственны за клеточный иммунитет: разрушают опухолевые клетки, трансплантированные клетки, мутировавшие клетки собственного организма, учавствуют ГЗТ. В отличие от NK-клеток, T-киллеры специфически распознают определённый антиген и убивают только клетки с этим антигеном.

NK -клетки. Естественные киллеры , натуральные киллеры (англ. Natural killer cells (NK cells) ) - большие гранулярные лимфоциты, обладающие цитотоксичностью против опухолевых клеток и клеток, зараженных вирусами. NK-клетки рассматривают как отдельный класс лимфоцитов. NK являются одним из важнейших компонентов клеточного врождённого иммунитета, осуществляют неспецифическую защиту. Они не имеют Т-клеточных рецепторов, CD3 или поверхностных иммуноглобулинов.

Ts - Т-супрессоры (англ. regulatory T cells, suppressor T cells, Treg ) или регуляторные Т- лимфоциты. Основная их функция - контролировать силу и продолжительность иммунного ответа через регуляцию функции Т-хелперов и Тk. При завершении инфекционного процесса нужно прекратить преобразование В – лимфоцитов в плазматические клетки, Ts подавляют (инактивируют) выработку В – лимфоцитов.

Специфические и неспецифические факторы иммунной защиты всегда действуют одномоментно.

Рисунок схемы выработки иммуноглобулинов

Антитела

Антитела (а\т) - это специфические белки крови, другое название иммуноглобулины, образующиеся в ответе на внедрение а/г.

А/т связанные с глобулинами, и измененные под действием, а\г называются иммуноглобулинами (J g) их делят на 5 классов: JgА, JgG, JgМ, JgЕ, JgД. Все они нужны для ответной реакции иммунитета.JgG имеет 4 подкласса JgG 1-4. .Данный иммуноглобулин составляет 75% от всех иммуноглобулинов. Его молекула самая маленькая, поэтому проникает через плаценту матери, и обеспечивает естественный пассивный иммунитет плода. При первичном заболевании JgG формируется и накапливается. В начале заболевания концентрация его мала, при развитии инфекционного процесса и количество JgG возрастает, при выздоровлении, концентрация снижается и в небольшом количестве остается в организме после перенесенного заболевания, обеспечивая иммунологическую память.

JgМ первыми появляются при заражении и имуннизации. Имеют большую молекулярную массу (самая крупная молекула). Образуется при бытовом многократном инфицировании.

JgА содержится в секретах слизистых дыхательных путей и пищеварительного тракта, а также в молозиве, слюне. Участвуют в противовирусной защите.

JgЕ ответственен за аллергические реакции, участвуют в развитии местного иммунитета.

JgД обнаружен в небольшом количестве в сыворотке крови человека, изучен недостаточно.

Структура Jg

Наиболее простые JgЕ, JgД, JgА

Активные центры связываются с а/г, от количества центров зависит валентность а/т. Jg + G двухвалентны, JgМ – 5ти валентен.

Механизмы формирования защитных реакций

Защита организма от всего чужеродного (микроорганизмов, чужеродных макромолекул, клеток, тканей) осуществляется с помощью неспецифических факторов защиты и специфических факторов защиты – иммунных реакций.

Неспецифические факторы защиты возникли в филогенезе раньше, чем иммунные механизмы и первыми включаются в защиту организма от различных антигенных раздражителей, степень их активности не зависит от иммуногенных свойств и кратности воздействия патогена.

Иммунные факторы защиты действуют строго специфически (на антиген-А вырабатываются только анти-А-антитела или анти-А-клетки), и в отличие от неспецифических факторов защиты сила иммунной реакции регулируется анти­геном, его типом (белок, полисахарид), количеством и кратностью воздействия.

К неспецифическим факторам защиты организма относятся:

1. Защитные факторы кожи и слизистых оболочек.

Кожа и слизистые покровы образуют первый барьер защиты организма от инфекций и других вредных воздействий.

2.Воспалительные реакции.

3.Гуморальные вещества сыворотки и тканевой жидкости (гуморальные факторы защиты).

4.Клетки с фагоцитарными и цитотоксическими свойствами (клеточные факторы защиты),

Специфические факторы защиты или иммунные механизмы защиты включают:

1. Гуморальный иммунитет.

2. Клеточный иммунитет.

1. Защитные свойства кожи и слизистых оболочек обусловлены:

а) механической барьерной функцией кожи и слизистых покровов. Нор­мальная неповрежденная кожа и слизистые оболочки непроницаемы для микро­организмов;

б) присутствием на поверхности кожи жирных кислот, смазывающих и обеззараживающих поверхность кожи;

в) кислой реакцией секретов, выделяющихся на поверхность кожи и сли­зистых оболочек, содержанием в секретах лизоцима, пропердина и других фер­ментативных систем, действующих бактерицидно на микроорганизмы. На кожу открываются потовые и сальные железы, секреты которых имеют кислую рН.

В секретах желудка и кишечника содержатся пищеварительные фермен­ты, которые подавляют развитие микроорганизмов. Кислая реакция желудочно­го сока не пригодна для развития большинства микроорганизмов.

Слюна, слеза и другие секреты в норме обладают свойствами, не допус­кающими развития микроорганизмов.

Воспалительные реакции.

Воспалительная реакция является нормальной реакцией организма. Разви­тие воспалительной реакции приводит к привлечению к месту воспаления фагоцитирующих клеток и лимфоцитов, активации тканевых макрофагов и выделе­нию из клеток, вовлеченных в воспаление, биологически активных соединений и веществ с бактерицидными и бактериостатическими свойствами.

Развитие воспаления способствует локализации патологи­ческого процесса, элиминации из очага воспаления факторов, вызвавших вос­паление, восстановлению структурной целостности ткани и органа. Схематично процесс острого воспаления приведен на рис. 3-1.

Р и с. 3-1. Острое воспаление.

Слева направо представлены процессы, происходящие в тканях и сосудах при повреждении тканей и развитии в них воспаления. Как правило, повреждение тканей сопровождается развитием инфекции (на рисунке бактерии обозначены черными палочками). Центральную роль в остром воспалительном процессе играют тканевые тучные клетки, макрофаги и поступающие из крови полиморфно-ядерные лейкоциты. Они являются источником биологически активных веществ, провоспалительных цитокинов, лизосомных ферментов, всех факторов проявления воспаления: покраснение, жар, отек, болезненность. При переходе острого воспаления в хроническое основная роль в поддержании воспаления переходит к макрофагам и Т-лимфоцитам.

Гуморальные факторы защиты.

К неспецифическим гуморальным факторам защиты относятся: лизоцим, комплемент, пропердин, В-лизины, интерферон.

Лизоцим. Лизоцим открыт П. Л. Лащенко. В 1909 г. он впервые обнару­жил, что яичный белок содержит особое вещество, способное бактерицидно действовать на некоторые виды бактерий. Позже было установлено, что это действие обусловлено особым ферментом, который в 1922 г. Флемингом назван лизоцимом.

Лизоцим представляет собой фермент мурамидазу. По сво­ей природе лизоцим является белком, состоящим из 130-150 аминокислотных остатков. Оптимальную активность фермент проявляет при рН = 5,0-7,0 и темпе­ратуре +60С°

Лизоцим содержится во многих секретах человека (слезе, слюне, молоке, кишечной слизи), скелетных мышцах, спинном и головном мозге, в околоплод­ных оболочках и водах плода. В плазме крови его концентрация составляет 8,5±1,4 мкг/л. Основная масса лизоцима в организме синтезируется тканевыми макрофагами и нейтрофилами. Снижение титра лизоцима в сыворотке наблюдается при тяжелых инфекционных заболеваниях, воспалении легких и др.

Лизоцим оказывает следующие биологические эффекты:

1) повышает фагоцитоз нейтрофилов и макрофагов (лизоцим, изменяя по­верхностные свойства микробов, делает их легкодоступными фагоцитозу);

2) стимулирует синтез антител;

3) удаление лизоцима из крови приводит к снижению в сыворотке уровня комплемента, пропердина, В-лизинов;

4) усиливает литическое действие гидролитических ферментов на бакте­рии.

Комплемент. Система комплемента открыта в 1899 г. Ж. Борде. Ком­племент представляет собой комплекс белков сыворотки крови, состоящий бо­лее чем из 20 компонентов. Основные компоненты комплемента обозначаются буквой С и имеют номера от 1 до 9: С1, С2, СЗ, С4, С5, С6, С7.С8.С9. (Табл. 3-2.).

Т а б л и ц а 3-2. Характеристика белков системы комплемента человека.

* - в условиях полной активации

Продуцируются компоненты комплемента в печени, костном мозге, селе­зёнке. Основными клетками продуцентами комплемента являются макрофаги. С1-компонент продуцируется эпителиоцитами кишечника.

Компоненты комплемента представлены в виде: проферментов (эстераз, протеиназ), белковых молекул, не обладающих ферментативной активностью, и в виде ингибиторов системы комплемента. В обычных условиях компоненты комплемента находятся в неактивной форме. Факторами, активирующими систему комплемента, являются ком­плексы антиген-антитело, агрегированные иммуноглобулины, вирусы, бакте­рии.

Активация системы комплемента приводит к активации литических ферментов комплемента C5-C9, – так называемого мембрано-атакующего комплекса (МАК), который, встраиваясь в мембрану животных и микробных клеток, фор­мирует трансмембранную пору, что приводит к гипергидратации клетки и её гибели. (Рис. 3-2, 3-3).

Р и с. 3-2. Графическая модель активации комплемента.

Р и с. 3-3. Структура активированного комплемента.

Существует 3 пути активации системы комплемента:

Первый путь - классический. (Рис. 3-4).

Р и с. 3-4. Механизм классического пути активации комплемента.

Е – эритроцит или другая клетка. А – антитело.

При этом способе активация литических ферментов МАК С5-С9 осущест­вляется через каскадную активацию C1q, C1r, С1s, С4, С2, с последующим во­влечением в процесс центральных компонентов СЗ-С5 (Рис.3-2, 3-4). Основным ак­тиватором комплемента по классическому пути являются комплексы антиген-антитело, образованные иммуноглобулинами классов G или М.

Второй путь – обводной, альтернативный (Рис. 3-6).

Р и с. 3-6. Механизм альтернативного пути активации комплемента.

Этот механизм активации комплемента запускается вирусами, бактериями, агрегированными иммуноглобулинами, протеолитическими ферментами.

При этом способе активация литических ферментов МАК С5-С9 начина­ется с активации СЗ компонента. В этом механизме активации комплемента не участвуют первые три компонента комплемента С1, С4, С2, но в активации СЗ дополнительно участвуют факторы В и Д.

Третий путь представляет собой неспецифическую активацию системы комплемента протеиназами. Такими активаторами могут служить: трипсин, плазмин, калликреин, лизосомные протеазы и бактериальные ферменты. Акти­вация системы комплемента при этом способе может происходить на любом от­резке от С 1 до С5.

Активация системы комплемента способна вызывать следующие биоло­гические эффекты:

1) лизис микробных и соматических клеток;

2) содействие отторжению трансплантата;

3) высвобождение из клеток биологически активных веществ;

4) усиление фагоцитоза;

5) агрегацию тромбоцитов, эозинофилов;

6) усиление лейкотаксиса, миграцию нейтрофилов из костного мозга и высвобождение из них гидролитических ферментов;

7) через выделение биологически активных веществ и увеличение прони­цаемости сосудов содействие развитию воспалительной реакции;

8) содействие индукции иммунного ответа;

9) активация свёртывающей системы крови.

Р и с. 3-7. Схема классического и альтернативного путей активации комплемента.

Врожденный дефицит компонентов комплемента снижает устойчивость организма к инфекционным и аутоиммунным заболеваниям.

Пропердин. В 1954г. Пиллимер впервые обнаружил в крови особый вид белков, способных активировать комплемент. Этот белок получил название пропердин.

Пропердин относится к классу гамма-иммуноглобулинов, имеет м.м. 180 000 дальтон. В сыворотке здоровых людей он находится в неактивной форме. Активация пропердина происходит после соединения его с фактором В на поверхности клеток.

Активированный пропердин способствует:

1) активации комплемента;

2) освобождению гистамина из клеток;

3) продукции хемотаксических факторов, привлекающих фагоциты к месту воспаления;

4) процессу коагуляции крови;

5) формированию воспалительной реакции.

Фактор В. Представляет собой белок крови глобулиновой природы.

Фактор Д . Протеиназы, имеющие м.м. 23 000. В кро­ви представлены активной формой.

Факторы В и Д участвуют в активации комплемента по альтернативному пути.

В-лизины. Белки крови различной молекулярной массы, обладающие бактерицидными свойствами. Бактерицидное действие В-лизины проявляют как в присутствии, так и в отсутствие комплемента и анти­тел.

Интерферон. Комплекс молекул белко­вой природы, способных предотвращать и подавлять развитие вирусной инфек­ции.

Существует 3 типа интерферона:

1) альфа-интерферон (лейкоцитарный), продуцируется лейкоцитами, представлен 25 подтипами;

2) бета-интерферон (фибробластный), продуцируется фибробластами, представлен 2 подтипами;

3) гамма-интерферон (иммунный), продуцируется, главным образом, лимфоцитами. Гамма-интерферон известен как один тип.

Образование интерферона происходит спонтанно, а также под влиянием вирусов.

Все типы и подтипы интерферонов имеют единый механизм антивирусно­го действия. Он представляется следующим: ин­терферон, связываясь со специфическими рецепторами незараженных клеток, вызывает в них биохимические и генетические изменения, приводящие к снижению трансляции м-РНК в клетках и активации латентных эндонуклеаз, кото­рые, переходя в активную форму, способны вызывать деградацию м-РНК как вируса, так и самой клетки. Это приводит к тому, что клетки становятся нечув­ствительными к вирусной инфекции, создавая барьер вокруг очага инфекции.

В основном, это вещества белковой природы, находящиеся в плазме крови:

Схема № 2: Неспецифические механизмы защиты: Гуморальные факторы внутренней среды

Биологические эффекты активации комплемента:

1) Сокращение гладкой мускулатуры (С3а, С5а);

2) увеличение проницаемости сосудов (С3а, С4а, С5а);

3) дегрануляция базофилов (С3а, С5а);

4) агрегация тромбоцитов (С3а, С5а);

5) опсонизация и фагоцитоз (С3b);

6) активация кининовой системы (С2b);

7) МАК, лизис;

8) Хемотаксис (С5а)

Активация системы комплемента ведет к лизису чужеродных и инфицированных вирусом собственных клеток организма. *

Чужеродная клетка (слева – классический путь активации комплемента) метится (опсонизируется) в результате связывания с иммуноглобулинами или (справа – альтернативный путь активации комплемента) особые структуры мембраны (например, липополисахариды или антигены мембраны, индуцированные вирусами) делаются «заметными» для системы комплемента. Продукт С3b объединяет оба пути реакции. Он расщепляет С5 на С5а и С5b. Компоненты С5b – С8 полимеризуются с С9 и образуют трубкообразный мембраноатакующий комплекс (МАК), проходящий сквозь мембрану клетки-мишени и приводящий к проникновению внутрь клетки Са 2+ (при высоких внутриклеточных концентрациях цитотоксичен!), а также Na + и Н 2 О.

* Активация каскада реакций системы комплемента включает гораздо больше этапов, чем приводится в схеме. В частности, отсутствуют различные ингибирующие факторы, которые помогают контролировать избыточную реакцию в системе свертывания и фибринолитической системе.

Специфические механизмы защиты клеточного гомеостазиса

Осуществляются иммунной системой организма и являются основой иммунитета.

· Белки и их соединения с липидами, полисахаридами

Иммунная система – это совокупность.

Под неспецифическими факторами защиты понимают врожденные внутренние механизмы поддержания генетического постоянства организма, обладающие широким диапазоном противомикробного действия. Именно неспецифические механизмы вступают в качестве первого защитного барьера на пути внедрения инфекционного агента. Неспецифические механизмы не нуждаются в перестройке, в то время как специфические агенты (антитела, сенсибилизированные лимфоциты) появляются спустя несколько дней. Важно отметить, что неспецифические факторы защиты действуют против многих патогенных агентов одновременно.

Кожа. Неповрежденная кожа является мощным барьером для проникновения микроорганизмов. При этом имеют значение механические факторы: отторжение эпителия и выделения сальных и потовых желез, обладающие бактерицидными свойствами (химический фактор).

Слизистые оболочки. В разных органах они являются одним из барьеров на пути проникновения микробов. В дыхательных путях механическая защита осуществляется с помощью мерцательного эпителия. Движение ресничек эпителия верхних дыхательных путей постоянно передвигает пленку слизи вместе с микроорганизмами по направлению к естественным отверстиям: ротовой полости и носовым ходам. Кашель и чиханье способствуют удалению микробов. Слизистые оболочки выделяют секреты, обладающие бактерицидными свойствами, в ^частности за счет лизоцима и иммуноглобулина типа А.

Секреты пищеварительного тракта наряду со своими специальными свойствами обладают способностью обезвреживать многие патогенные микробы. Слюна — первый секрет, обрабатывающий пищевые вещества, а также микрофлору, поступающую в ротовую полость. Кроме лизоцима слюна содержит ферменты (амилазу, фосфатазу и др.). Желудочный сок также губительно действует на многие патогенные микробы (выживают возбудители туберкулеза, сибиреязвенная бацилла). Желчь вызывает гибель пастерелл, но в отношении сальмонелл и кишечной палочки неэффективна.

В кишечнике животного находятся миллиарды различных микроорганизмов, но в его слизистой оболочке содержатся мощные антимикробные факторы, в результате чего заражение через нее бывает редко. Нормальная микрофлора кишечника обладает выраженными антагонистическими свойствами по отношению ко многим патогенным и гнилостным микроорганизмам.

Лимфатические узлы. В случае, если микроорганизмы преодолевают кожный и слизистый барьеры, то защитную функцию начинают выполнять лимфатические узлы. В них и инфицированном участке ткани развивается воспаление — важнейшая приспособительная реакция, направленная на ограниченное действие повреждающих факторов. В зоне воспаления происходит фиксация микробов образовавшимися нитями фибрина. В воспалительном процессе кроме свертывающей и фибринолитической систем принимают участие система комплемента, а также эндогенные медиаторы (простогландиды, вазоактивные амины и др.). Воспаление сопровождается повышением температуры, отеком, покраснением и болезненностью. В дальнейшем в освобождении организма от микробов и других чужеродных факторов активное участие принимает фагоцитоз (клеточные факторы защиты).

Фагоцитоз (от греч. phago — ем, cytos — клетка) — процесс активного поглощения клетками организма попадающих в него патогенных живых или убитых микробов и других чужеродных частиц с последующим перевариванием при помощи внутриклеточных ферментов. У низших одноклеточных и многоклеточных организмов с помощью фагоцитоза осуществляется процесс питания. У высших организмов фагоцитоз приобрел свойство защитной реакции, освобождения организма от чужеродных веществ, как поступивших извне, так и образующихся непосредственно в самом организме. Следовательно, фагоцитоз не только реакция клеток на внедрение патогенных микробов — это более общая по сущности биологическая реакция клеточны£ элементов, которая отмечается как при патологических, так и при физиологических состояниях.

Виды фагоцитирующих клеток. Фагоцитирующие клетки обычно делят на две основные категории: микрофаги (или полиморфно-нуклеарные фагоциты — ПМН) имакрофаги (или мононуклеарные фагоциты — МН). Абсолютное большинство фагоцитирующих ПМН составляют нейтрофилы. Среди макрофагов различают подвижные (циркулирующие) и неподвижные (оседлые) клетки. Подвижные макрофаги — это моноциты периферической крови, а неподвижные — это макрофаги печени, селезенки, лимфатических узлов, выстилающие стенки мелких сосудов и других органов и тканей.

Одним из основных функциональных элементов макро- и микрофагов являются лизосомы — гранулы диаметром 0,25— 0,5 мкм, содержащие большой набор ферментов (кислая фосфатаза, В-глюкуронидаза, миелопероксидаза, коллагеназа, лизоцим и др.) и ряд других веществ (катионные белки, фагоцитин, лактоферрин), способных участвовать в разрушении различных антигенов.

Фазы фагоцитарного процесса. Процесс фагоцитоза включает следующие этапы: 1) хемотаксис и прилипание (адгезия) частиц к поверхности фагоцитов; 2) постепенное погружение (захват) частиц в клетку с последующим отделением части клеточной мембраны и образованием фагосомы; 3) слияние фагосомы с лизосомами; 4) ферментативное переваривание захваченных частиц и удаление оставшихся микробных элементов. Активность фагоцитоза связана с наличием в сыворотке крови опсонинов. Опсонины — белки нормальной сыворотки крови, вступающие в соединение с микробами, благодаря чему последние становятся более доступными фагоцитозу. Различают термостабильные и термолабильные опсонины. Первые в основном относятся к иммуноглобулину G, хотя могут способствовать фагоцитозу опсонины, относящиеся к иммуноглобулинам А и М. К термолабильным опсонинам (разрушаются при температуре 56 °С в течение 20 мин) относятся компоненты системы комплемента — С1, С2, СЗ и С4.

Фагоцитоз, при котором происходит гибель фагоцитированного микроба, называют завершенным (совершенным). Однако в ряде случаев микробы, находящиеся внутри фагоцитов, не погибают, а иногда даже размножаются (например, возбудитель туберкулеза, сибиреязвенная бацилла, некоторые вирусы и грибы). Такой фагоцитоз называют незавершенным (несовершенным). Следует отметить, что макрофаги кроме фагоцитоза выполняют регуляторные и эффекторные функции, кооперативно взаимодействуя с лимфоцитами в ходе специфического иммунного ответа.

Гуморальные факторы. К гуморальным факторам неспецифической защиты организма отнесены: нормальные (естественные) антитела, лизоцим, пропердин, бета-лизины (лизины), комплемент, интерферон, ингибиторы вирусов в сыворотке крови и ряд других веществ, постоянно присутствующих в организме.

Нормальные антитела. В крови животных и человека, которые ранее никогда не болели и не подвергались иммунизации, обнаруживают вещества, вступающие в реакцию со многими антигенами, но в низких титрах, не превышающих разведения 1:10—1:40. Эти вещества были названы нормальными или природными антителами. Считают, что они возникают в результате естественной иммунизации различными микроорганизмами.

Лизоцим. Лизоцим относится к лизосомальным ферментам, содержится в слезах, слюне, носовой слизи, секрете слизистых оболочек, сыворотке крови и экстрактах органов и тканей, молоке, много лизоцима в белке яиц кур. Лизоцим устойчив к нагреванию (инактивируется при кипячении), обладает свойством лизировать живые и убитые, в основном грамположительные, микроорганизмы.

Секреторный иммуноглобулин А. Выяснено, что SIgA постоянно присутствует в содержимом секретов слизистых оболочек, в секретах молочных и слюнных желез, в кишечном тракте, обладает выраженными противомикробными и противовирусными свойствами.

Пропердин (лат. pro и perdere — подготовить к разрушению). Описан в 1954 г. Пиллимером как фактор неспецифической защиты и цитолиза. Содержится в нормальной сыворотке крови в количестве до 25 мкг/мл. Это сывороточный белок с мол. массой 220 000. Пропердин принимает участие в разрушении микробной клетки, нейтрализации вирусов, лизисе некоторых эритроцитов. Принято считать, что активность проявляется за счет не самого пропердина, а системы пропердина (комплемента и двухвалентных ионов магния). Пропердин нативный играет значительную роль в нсспецифической активации комплемента (альтернативный путь активации комплемента).

Лизины — белки сыворотки крови, обладающие способностью лизировать некоторые бактерии или эритроциты. В сыворотке крови многих животных содержатся бета-лизины, вызывающие лизис культуры сенной палочки, а также весьма активные в отношении многих патогенных микробов.

Лактоферрин. Лактоферрин — негиминовый гликопротеид, обладающий железосвязывающей активностью. Связывает два атома трехвалентного железа, конкурируя с микробами, в результате чего рост микробов подавляется. Синтезируется полиморфно-ядерными лейкоцитами и гроздьевидными клетками железистого эпителия. Является специфическим компонентом секрета желез — слюнных, слезных, молочных, дыхательного, пищеварительного и мочеполового трактов. Принято считать, что лактоферрин — фактор местного иммунитета, защищающий от микробов эпителиальные покровы.

Комплемент. Комплементом называют многокомпонентную систему белков сыворотки крови и других жидкостей организма, которые играют важную роль в поддержании иммунного гомеостаза. Впервые описал Бухнер в 1889 г. под названием «алексин» — термолабильный фактор, в присутствии которого наблюдается лизис микробов. Термин «комплемент» ввел Эрлих в 1895 г. Уже давно было замечено, что специфические антитела в присутствии свежей сыворотки крови способны вызвать гемолиз эритроцитов или лизис бактериальной клетки, но если сыворотку перед постановкой реакции прогреть при 56 °С в течение 30 мин, то лизис не произойдет. Оказалось, что гемолиз (лизис) происходит за счет наличия комплемента в свежей сыворотке. Наибольшее количество комплемента имеется в сыворотке крови морских свинок.

Система комплемента состоит не менее чем из 11 различных белков сыворотки крови, получивших обозначение от С1 до С9. С1 имеет три субъединицы — Clq, Clr, С Is. Активированная форма комплемента обозначается черточкой сверху (С).

Существует два пути активации (самосборки) системы комплемента — классический и альтернативный, различающиеся пусковыми механизмами.

При классическом пути активации происходит связывание первого компонента комплемента С1 с иммунными комплексами (антиген + антитело), куда включаются последовательно субкомпоненты (Clq, Clr, Cls), С4, С2 и СЗ. Комплекс С4, С2 и СЗ обеспечивает фиксацию на клеточной мембране активированного С5 компонента комплемента, а затем включается через ряд реакций С6 и С7, которые способствуют фиксации С8 и С9. В результате происходит повреждение клеточной стенки или лизис бактериальной клетки.

При альтернативном пути активации комплемента активаторами служат непосредственно сами вирусы, бактерии или экзотоксины. В альтернативном пути активации не участвуют компоненты С1, С4 и С2. Активация начинается со стадии СЗ, куда включается группа белков: Р (пропердин), В (проактиватор), D (конвертаза проактиватора СЗ) и ингибиторы J и Н. Пропердин в реакции стабилизирует конвертазы СЗ и С5, поэтому этот путь активации называют также системой пропердина. Реакция начинается с присоединения фактора В к СЗ, в результате ряда последовательных реакций к комплексу (конвертаза СЗ) встраивается Р (пропердин), который воздействует как фермент на СЗ и С5, начинается каскад активации комплемента с С6, С7, С8 и С9, что приводит к повреждению клеточной стенки или лизису клетки.

Таким образом, для организма система комплемента служит эффективным механизмом защиты, которая активируется в результате иммунных реакций или при непосредственном контакте с микробами или токсинами. Отметим некоторые биологические функции активированных компонентов комплемента: Clq участвует в регуляции процесса переключения иммунологических реакций с клеточных на гуморальные и наоборот; С4, связанный с клеткой, способствует иммунному прикреплению; СЗ и С4 усиливают фагоцитоз; С1/С4, связываясь с поверхностью вируса, блокируют рецепторы, ответственные за внедрение вируса в клетку; СЗа и С5а идентичны анафилактосинам, они воздействуют на нейтрофильные гранулоциты, последние выделяют лизосомные ферменты, разрушающие чужеродные антигены, обеспечивают направленную миграцию микрофагов, вызывают сокращение гладких мышц, усиливают воспаление (рис. 13).

Установлено, что макрофаги синтезируют С1, С2, С4, СЗ и С5. Гепатоциты — СЗ, С6, С8, клетки.

Интерферон, Выделен в 1957 г. английскими вирусологами А. Айзеке и И. Линденман. Интерферон первоначально рассматривался как фактор противовирусной защиты. В дальнейшем выяснилось, что это группа белковых веществ, функция которых заключается в обеспечении генетического гомеостаза клетки. Индукторами образования интерферона помимо вирусов являются бактерии, бактериальные токсины, митогены и др. В зависимости от клеточного происхождения интерферона и индуцирующих его синтез факторов различают «-интерферон, или лейкоцитарный, который продуцируется лейкоцитами, обработанными вирусами и другими агентами, интерферон, или фибробластный, который продуцируется фибробластами, обработанными вирусами или другими агентами. Оба эти интерферона отнесены к типу I. Иммунный интерферон, или у-интерферон, продуцируется лимфоцитами и макрофагами, активированными невирусными индукторами.

Интерферон принимает участие в регуляции различных механизмов иммунного ответа: усиливает цитотоксическое действие сенсибилизированных лимфоцитов и К-клеток, оказывает антипролиферативное и противоопухолевое действие и др. Интерферон обладает видотканевой специфичностью, т. е. более активен в той биологической системе, в которой выработан, защищает клетки от вирусной инфекции лишь в том случае, если взаимодействует на них до контакта с вирусом.

Процесс взаимодействия интерферона с чувствительными клетками подразделяют на несколько этапов: 1) адсорбция интерферона на клеточных рецепторах; 2) индукция антивирусного состояния; 3) развитие антивирусной резистентности (накопление интерферо-ниндуцированных РНК и белков); 4) выраженная резистентность к вирусному инфицированию. Следовательно, интерферон не вступает в прямое взаимодействие с вирусом, а препятствует проникновению вируса и ингибирует синтез вирусных белков на клеточных рибосомах в период репликации вирусных нуклеиновых кислот. У интерферона также установлены радиационно-защитные свойства.

Ингибиторы сыворотки крови. Ингибиторы — неспецифические противовирусные вещества белковой природы, содержащиеся в нормальной нативной сыворотке крови, секретах эпителия слизистых оболочек дыхательного и пищеварительного трактов, в экстрактах органов и тканей. Обладают способностью подавлять активность вирусов вне чувствительной клетки, при нахождении вируса в крови и жидкостях. Ингибиторы подразделяют на термолабильные (теряют свою активность при прогревании сыворотки крови при 60—62 °С в течение 1 ч) и термостабильные (выдерживают нагревание до 100 °С). Ингибиторы обладают универсальной вируснейтрализующей и антигемагглютинирующей активностью в отношении многих вирусов.

Помимо сывороточных ингибиторов описаны ингибиторы тканей, секретов и экскретов животных. Такие ингибиторы оказались активными в отношении многих вирусов, например, секреторные ингибиторы респираторного тракта обладают антигемагглютинирующей и вируснейтрализующей активностью.

Бактерицидная активность сыворотки крови (БАС). Свежая сыворотка крови человека и животных обладает выраженными, в основном бактериостатическими, свойствами в отношении многих возбудителей инфекционных болезней. Основными компонентами, подавляющими рост и развитие микроорганизмов, являются нормальные антитела, лизоцим, пропердин, комплемент, монокины, лейкины и другие вещества. Поэтому БАС является интегрированным выражением противомикробных свойств, входящих в состав гуморальных факторов неспецифической защиты. БАС зависит от условий содержания и кормления животных, при плохом содержании и кормлении активность сыворотки значительно снижается.

Значение стресса. К неспецифическим факторам защиты также относят защитно-адаптационные механизмы, получившие название «стресс», а факторы, вызывающие стресс, Г. Силъе названы стрессорами. По Силье, стресс — особое неспецифическое состояние организма, возникающее в ответ на действие различных повреждающих факторов внешней среды (стрессоров). Кроме патогенных микроорганизмов и их токсинов стрессорами могут быть холод, тепло, голод, ионизирующая радиация и другие агенты, обладающие способностью вызывать ответные реакции организма. Адаптационный синдром может быть общим и местным. Он обусловливается действием гипофизарно-адренокортикальной системы, связанной с гипоталамическим центром. Под влиянием стрессора гипофиз начинает усиленно выделять адренокортикотропный гормон (АКТГ), стимулирующий функции надпочечников, вызывая у них усиленное выделение противовоспалительного гормона типа кортизона, снижающего защитно-воспалительную реакцию. Если действие стрессора слишком сильно или продолжительно, то в процессе адаптации возникает заболевание.

При интенсификации животноводства количество стрессовых факторов, воздействию которых подвергаются животные, значительно возрастает. Поэтому профилактика стрессовых воздействий, снижающих естественную резистентность организма и обусловливающих заболевания, является одной из важнейших задач ветеринарно-зоотехнической службы.