Ангина

Неспецифические факторы защиты. Гуморальные неспецифические факторы Гуморальные факторы защиты крови

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.

Обозначение	Содержание углеводов, %	Молекулярная масса, кД	Количество цепей	PI	Содержание в сыворотке, мг/л
Clq	8,5			10-10,6		6,80
С1r 2	9,4					11,50
C1s	7,1					16,90
С2	+			5,50		8,90
С4	6,9			6,40		8,30
СЗ	1,5			5,70		9,70
С5	1,6			4,10		13,70
С6						10,80
С7				5,60		19,20
С8				6,50		16,00
С9	7,8			4,70		9,60
Фактор D	-			7,0; 7,4
Фактор В	+			5,7; 6,6
Пропердин Р	+			>9,5
Фактор Н	+
Фактор I	10,7
S-белок, Витронектин	+		1(2) .	3,90
ClInh				2,70
C4dp	3,5	540, 590	6-8
DAF
C8bp
CR1	+
CR2	+
CR3	+
С3а	-				70*
С4а	-				22*
С5а					4,9*
Карбокси-пеп-тидаза М (ин-активатор анафила-токсинов)
Clq-I
M-Clq-I		1-2
Протектин (CD 59)	+	1,8-20

* - 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.

Гуморальные факторы неспецифической защиты

Гуморальные факторы – это защитные белки , растворённые в крови, лимфе, слюне, слезах и других жидкостях организма.

К ним относят:

Лизоцим – это фермент, который синтезируется клетками крови и обладает бактерицидным действием. Лизоцим разрушает клеточную стенку бактерий и содержится в слюне, слезах, на слизистых оболочках.

Комплемент – это группа белков , постоянно присутствующих в крови. Белки комплемента вырабатываются печенью. Из печени они поступают в кровь и находятся в ней в неактивном состоянии . После проникновения в организм антигенов, белки комплемента активируются. Они способны:

Разрушать клеточные бактерий , уничтожать вирусы и яды ;

- усиливать фагоцитоз – т.е. привлекать фагоциты в очаг воспаления и обволакивать микробы, улучшая их поглощение фагоцитами. (Очаг воспаления – это место проникновения антигена в организм человека ).

У людей с недостаточностью комплемента наблюдается повышенная восприимчивость к инфекциям.

Интерфероны – это группа белков, обладающих противовирусным действием . Интерфероны активны в отношении любых вирусов и вырабатываются лейкоцитами сразу после проникновения вирусов в организм человека. Интерфероны препятствуют проникновению вирусов в клетки человека и подавляют их размножение.
Клеточные факторы неспецифической защиты
Клеточные факторы – это лейкоциты – белые клетки крови, способные к фагоцитозу.

Лейкоциты, способные к фагоцитозу (гранулоциты и моноциты), могут, подобно амёбам, передвигаться с помощью ложноножек. После проникновения антигена в организм человека , они покидают кровь: проходят через стенки сосудов и направляются в очаг воспаления . Лейкоциты, мигрировавшие из крови в ткани и органы , называют фагоцитами . Фагоциты способны к фагоцитозу .

Фагоцитоз

Фагоцитоз (греч. phagos – пожираю) – реакция лейкоцитов, направленная на поглощение и переваривание антигенов.

Фагоцитоз открыт И. И. Мечниковым в 1908 г.

Стадии фагоцитоза:

Фагоцит реагирует на химический состав антигена и приближается к нему;
Фагоцит охватывает антиген своими ложноножками и втягивает его в цитоплазму;
Вокруг антигена образуется вакуоль с пищеварительными ферментами – фагосома. Антиген переваривается и уничтожается.

Два вида фагоцитоза:

Завешенный фагоцитоз – антиген полностью переваривается и исчезает;
Незавершенный фагоцитоз – фагоцит не может переварить антиген. Микробы размножаются внутри лейкоцитов и недоступны действию антител. Человек становится бактерионосителем.

Фагоциты
Фагоциты – это лейкоциты, мигрировавшие из крови в ткани и органы. Существует 2 группы фагоцитов – микрофаги и макрофаги.

Микрофаги – это тканевые гранулоциты : нейтрофилы, эозинофилы и базофилы.

- Нейтрофилы составляют большинство фагоцитов. Они живут около 3 суток, присутствуют во всех органах и тканях и выполняют самые разнообразные функции: поглощают и переваривают бактерии, вирусы, грибы и яды, а также погибшие клетки.

- Базофилы выделяют гистамин , который расширяет сосуды и увеличивает приток крови в очаг воспаления.

Макрофаги – это тканевые моноциты . Они поселяются в органах, живут в них около 6 месяцев и защищают от антигенов. Особенно много макрофагов в коже и слизистых оболочках – местах наиболее частого проникновения антигенов в организм человека.

Макрофаги способны не только уничтожать антигены , но и передавать информацию о вторжении антигенов лимфоцитам.

Натуральные киллеры ( N К)

Натуральные киллеры – это особая группа лимфоцитов , участвующих в неспецифическом иммунитете. Они способны уничтожать опухолевые клетки и клетки, зараженные вирусами.

НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ
ГУМОРАЛЬНЫЙ КЛЕТОЧНЫЙ
БЕЛКИ : ЛЕЙКОЦИТЫ

- лизоцим

- комплемент Фагоциты: NK

- интерфероны - микрофаги

- макрофаги
Роль всего организма человека в неспецифической защите

Кожа, слизистые оболочки органов и нормальная микрофлора формируют первичный барьер защиты от антигенов. Они создают механические, химические и биологические препятствия для возбудителей.

Кожа покрывает всё тело. Неповреждённая кожа препятствует проникновению возбудителей в организм , а в поте содержатся кислоты, обладающие бактерицидным действием.
Слизистые оболочки внутренних органов выделяют вязкую слизь , которая обволакивает микробы и не даёт им проникнуть в организм. Кроме того, в дыхательных путях механическую защиту от чужеродных частиц обеспечивают реснички мерцательного эпителия, а в желудочно-кишечном тракте вырабатываются соляная кислота и желчь, обладающие бактерицидным действием.

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.

Ткани (в том числе пересаженные)

· Белки и их соединения с липидами, полисахаридами

Иммунная система – это совокупность.

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: 1 000 000. 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 неспецефической 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.

Неспецифические факторы защиты. Гуморальные неспецифические факторы Гуморальные факторы защиты крови

Гуморальные факторы неспецифической защиты

Гуморальные факторы – это защитные белки , растворённые в крови, лимфе, слюне, слезах и других жидкостях организма.

Вокруг антигена образуется вакуоль с пищеварительными ферментами – фагосома. Антиген переваривается и уничтожается.