На всем пути эволюции человек контактирует с огромным количеством угрожающих ему болезнетворных агентов. Для того чтобы противостоять им, сформировалось два типа защитных реакций: 1) естественная или неспецифическая резистентность, 2) специфические факторы защиты или иммунитет (от лат.
Immunitas - свободный от чего-либо).
Неспецифическая резистентность обусловлена различными факторами. Наиболее важными из них являются: 1) физиологические барьеры, 2) клеточные факторы, 3) воспаление, 4) гуморальные факторы.
Физиологические барьеры. Могут быть разделены на внешние и внутренние барьеры.
Внешние барьеры. Неповрежденная кожа непроницаема для подавляющего большинства инфекционных агентов. Постоянное слущивание верхних слоев эпителия, секреты сальных и потовых желез способствуют удалению микроорганизмов с поверхности кожи. При нарушении целостности кожного покрова, например, при ожогах, инфекция становится главной проблемой. Помимо того, что кожа служит механическим препятствием для бактерий, она содержит ряд бактерицидных веществ (молочная и жирные кислоты, лизоцим, ферменты, выделяемые потовыми и сальными железами). Поэтому микроорганизмы, не входящие в состав нормальной микрофлоры кожи, быстро исчезают с ее поверхности.
Слизистые оболочки также являются механическим барьером для бактерий, но они более проницаемы. Многие патогенные микроорганизмы могут проникать даже через неповрежденные слизистые.
Слизь, выделяемая стенками внутренних органов, действует как защитный барьер, препятствующий "прикреплению" бактерий к клеткам эпителия. Микробы и другие чужеродные частицы, захваченные слизью, удаляются механическим путем - за счет движения ресничек эпителия, с кашлем и чиханием.
К другим механическим факторам, способствующим защите поверхности эпителия, можно отнести вымывающее действие слез, слюны, мочи. Во многих жидкостях, секретируемых организмом, содержатся бактерицидные компоненты (соляная кислота в желудочном соке, лактопероксидаза в грудном молоке, лизоцим в слезной жидкости, слюне, носовой слизи и т.д.).
Защитные функции кожи и слизистых оболочек не ограничиваются неспецифическими механизмами. На поверхности слизистых, в секретах кожных, молочных и других желез присутствуют секреторные иммуноглобулины, обладающие бактерицидными свойствами и активирующие местные фагоцитирующие клетки. Кожа и слизистые принимают активное участие в антиген-специфических реакциях приобретенного иммунитета. Их относят к самостоятельным компонентам иммунной системы.
Один из важнейших физиологических барьеров - нормальная микрофлора тела человека, угнетающая рост и размножение многих потенциально патогенных микроорганизмов.
Внутренние барьеры. К внутренним барьерам относится система лимфатических сосудов и лимфатических узлов. Микроорганизмы и другие чужеродные частицы, проникшие в ткани, фагоцитируются на месте или доставляются фагоцитами в лимфатические узлы или другие лимфатические образования, где развивается воспалительный процесс, направленный на уничтожение возбудителя. Если местная реакция оказывается недостаточной, процесс распространяется на следующие регионарные лимфоидные образования, представляющие собой новый барьер для проникновения возбудителя.
Существуют функциональные гистогематические барьеры, препятствующие проникновению возбудителей из крови в головной мозг, репродуктивную систему, глаз.
Мембрана каждой клетки также служит барьером для проникновения в нее чужеродных частиц и молекул.
Клеточные факторы. Среди клеточных факторов неспецифической защиты важнейшим является фагоцитоз - поглощение и переваривание посторонних частиц, в т.ч. и микроорганизмов. Фагоцитоз осуществляют две популяции клеток:
I. микрофаги (полиморфноядерные нейтрофилы, базофилы, эозинофилы), 2. макрофаги (моноциты крови, свободные и фиксированные макрофаги селезенки, лимфатических узлов, серозных полостей, купферовские клетки печени, гистиоциты).
По отношению к микроорганизмам фагоцитоз может быть завершенным, когда бактериальные клетки полностью перевариваются фагоцитом, или незавершенным, который характерен для таких заболеваний, как менингит, гонорея, туберкулез, кандидоз и др. В этом случае возбудители в течение длительного времени сохраняют жизнеспособность внутри фагоцитов, а иногда и размножаются в них.
В организме существует популяция лимфоцитоподобных клеток, обладающих естественной цитотоксичностью по отношению к клеткам-“мишеням”. Они получили название естественных киллеров (ЕК).
Морфологически ЕК представляют собой большие гранулосодержащие лимфоциты, они не обладают фагоцитарной активностью. Среди лимфоцитов крови человека содержание ЕК составляет 2 – 12%.
Воспаление. При внедрении микроорганизма в ткани возникает воспалительный процесс. Происходящее при этом повреждение клеток ткани ведет к освобождению гистамина, что увеличивает проницаемость сосудистой стенки. Усиливается миграция макрофагов, возникает отек. В воспалительном очаге повышается температура, развивается ацидоз. Все это создает неблагоприятные условия для бактерий и вирусов.
Гуморальные защитные факторы. Как показывает само название, гуморальные факторы защиты, содержатся в жидкостях организма (сыворотка крови, грудное молоко, слезы, слюна). К ним относятся: комплемент, лизоцим, бета-лизины, белки острой фазы, интерфероны и т.д.
Комплемент - сложный комплекс белков сыворотки крови (9 фракций), которые, так же как и белки свертывающей системы крови, формируют каскадные системы взаимодействия.
Система комплемента обладает несколькими биологическими функциями: усиливает фагоцитоз, вызывает лизис бактерий и т.д.
Лизоцим (мурамидаза) - фермент, расщепляющий гликозидные связи в молекуле пептидогликана, входящего в состав клеточной стенки бактерий. Содержание пептидогликана у грамположительных бактерий выше, чем у грамотрицательных, поэтому лизоцим более эффективен в отношении Грамположительных бактерий. Лизоцим обнаруживается у человека в слезной жидкости, слюне, мокроте, носовой слизи и т.д.
Бета-лизины найдены в сыворотке крови человека и многих видов животных, их происхождение связано с тромбоцитами. Они губительно действуют прежде всего на грамположительные бактерии, в частности на антракоид.
Белки острой фазы - общее название некоторых белков плазмы крови. Их содержание резко увеличивается в ответ на инфекцию или повреждение тканей. К этим белкам относятся: С-реактивный белок, сывороточный амилоид А, сывороточный амилоид Р, альфа1-антитрипсин, альфа 2-макроглобулин, фибриноген и др.
Другую группу белков острой фазы составляют белки, связывающие железо – гаптоглобин, гемопексин, трансферрин – и тем самым препятствующие размножению микроорганизмов, нуждающихся в этом элементе.
В процессе инфекции продукты жизнедеятельности микробов (например эндотоксины) стимулируют выработку интерлейкина-1, который представляет собой эндогенный пироген. Кроме того, интерлейкин-1 действует на печень, усиливая секрецию С-реактивного белка до такой степени, что его концентрация в плазме крови может увеличиваться в 1000 раз. Важное свойство С-реактивного белка - способность связываться при участии кальция с некоторыми микроорганизмами, что активирует систему комплемента и способствует фагоцитозу.
Интерфероны (ИФ) - низкомолекулярные белки, вырабатываемые клетками в ответ на проникновение вирусов. Затем были выявлены их иммунорегулирующие свойства. Существует три разновидности ИФ: альфа, бета, относящиеся к первому классу, и гамма-интерферон, принадлежащий ко второму классу.
Альфа-интерферон, продуцируемый лейкоцитами, оказывает противовирусное, противоопухолевое и антипролиферативное действие. Бета-ИФ, выделяемый фибробластами, обладает преимущественно противоопухолевым, а также противовирусным действием. Гамма-ИФ – продукт Т-хелперов и CD8+ Т-лимфоцитов – именуется лимфоцитарным или иммунным. Он оказывает иммуномодулирующее и слабое противовирусное действие.
Противовирусный эффект ИФ обусловлен способностью активировать в клетках синтез ингибиторов и ферментов, блокирующих репликацию вирусной ДНК и РНК, что приводит к подавлению репродукции вируса. Аналогичен механизм антипролиферативного и противоопухолевого действия. Гамма-ИФ – полифункциональный иммуномодулирующий лимфокин, оказывающий влияние на рост, дифференцировку и активность клеток разных типов. Интерфероны ингибируют репродукцию вирусов. В настоящее время установлено, что интерфероны обладают и антибактериальной активностью.
Таким образом, гуморальные факторы неспецифической защиты довольно многообразны. В организме они действуют сочетание, оказывая бактерицидное и ингибирующее действие на различные микробы и вирусы.
Все указанные защитные факторы являются неспецифическими, поскольку не происходит специфического реагирования на проникновение патогенных микроорганизмов.
Специфические или иммунные факторы защиты представляют собой сложный комплекс реакций, поддерживающих постоянство внутренней среды организма.
Согласно современным представлениям, иммунитет можно определить "как способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации" (Р.В. Петров).
В понятие "живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации" или антигенов могут быть включены белки, полисахариды, их комплексы с липидами, высокополимерные препараты нуклеиновых кислот. Из этих веществ состоит все живое, поэтому свойствами антигенов обладают животные клетки, элементы тканей и органов, биологические жидкости (кровь, сыворотка крови), микроорганизмы (бактерии, простейшие, грибы, вирусы), экзо- и эндотоксины бактерий, гельминты, раковые клетки и т.д.
Иммунологическую функцию выполняет специализированная система клеток тканей и органов. Это такая же самостоятельная система, как, например, пищеварительная или сердечно-сосудистая. Иммунная система представляет собой совокупность всех лимфоидных органов и клеток организма.
Иммунная система состоит из центральных и периферических органов. К центральным органам относятся тимус (вилочковая или зобная железа), сумка Фабрициуса у птиц, костный мозг и, возможно, пейеровы бляшки.
К периферическим лимфоидным органам принадлежат лимфатические узлы, селезенка, аппендикс, миндалины, кровь.
Центральной фигурой иммунной системы является лимфоцит, его еще называют иммунокомпетентной клеткой.
У человека иммунная система состоит из двух частей, сотрудничающих друг с другом: Т-система и В-система. Т-система осуществляет иммунный ответ клеточного типа с накоплением сенсибилизированных лимфоцитов. В-система ответственна за выработку антител, т.е. за гуморальный ответ. У млекопитающих и человека не найден орган, который был бы функциональным аналогом фабрициевой сумки у птиц.
Предполагают, что эту роль выполняет совокупность пейеровых бляшек тонкого кишечника. Если не подтвердится предположение, что пейеровы бляшки являются аналогом сумки Фабрициуса, то эти лимфоидные образования придется отнести к периферическим лимфоидным органам.
Возможно, что у млекопитающих вообще отсутствует аналог сумки Фабрициуса, и эту роль выполняет костный мозг, который поставляет стволовые клетки для всех ростков кроветворения. Стволовые клетки выходят из костного мозга в кровоток, попадают в тимус и другие лимфоидные органы, где осуществляется их дифференцировка.
Клетки иммунной системы (иммуноциты) могут быть разделены на три группы:
1) Иммунокомпетентные клетки, способные к специфическому ответу на действие чужеродных антигенов. Таким свойством обладают исключительно лимфоциты, изначально обладающие рецепторами для какого-либо антигена.
2) Антигенпредставляющие клетки (АПК) – способны дифференцировать собственные и чужеродные антигены и представлять последние иммунокомпетентным клеткам.
3) Клетки антиген-неспецифической защиты, обладающие способностью отличать собственные антигены от чужеродных (в первую очередь – от микроорганизмов) и уничтожать чужеродные антигены с помощью фагоцитоза или цитотоксического воздействия.
1.Иммунокомпетентные клетки
Лимфоциты. Предшественником лимфоцитов, как и другихклеток иммунной системы, является полипотентная стволовая клетка костного мозга. В ходе дифференцировки стволовых клеток формируется две основные группы лимфоцитов: Т- и В-лимфоциты.
Морфологически лимфоцит представляет собой клетку сферической формы с крупным ядром и узким слоем базофильной цитоплазмы. В процессе дифференцировки образуются большие, средние и малые лимфоциты. В лимфе и периферической крови преобладают наиболее зрелые малые лимфоциты, способные к амебоидным движениям. Они постоянно рециркулируют в кровотоке, накапливаются в лимфоидных тканях, где участвуют в иммунологических реакциях.
Т- и В-лимфоциты не дифференцируются с помощью световой микроскопии, но четко отличаются друг от друга по поверхностным структурам и функциональной активности. В-лимфоциты осуществляют гуморальный иммунный ответ, Т-лимфоциты – клеточный, а также участвуют в регуляции обеих форм иммунного ответа.
Т-лимфоциты созревают и дифференцируются в тимусе. Они составляют около 80% всех лимфоцитов крови, лимфатических узлов, содержатся во всех тканях организма.
Все Т-лимфоциты имеют поверхностные антигены CD2 и CD3. CD2 молекулы адгезии обусловливают контакт Т-лимфоцитов с другими клетками. Молекулы CD3 входят в состав рецепторов лимфоцитов для антигенов. На поверхности каждого Т-лимфоцита имеется несколько сотен таких молекул.
Созревающие в тимусе Т-лимфоциты дифференцируются на две популяции, маркерами которых являются поверхностные антигены CD4 и CD8.
CD4 составляют более половины всех лимфоцитов крови, они обладают способностью стимулировать другие клетки иммунной системы (отсюда их название – Т-хелперы – от англ. Help – помощь).
Иммунологические функции CD4+ -лимфоцитов начинаются с представления им антигена антигенпредставляющими клетками (АПК). Рецепторы CD4+ -клеток воспринимают антиген только в том случае, если одновременно на поверхности АПК находится собственный антиген этой клетки (антиген главного комплекса тканевой совместимости второго класса). Такое “двойное распознавание” служит дополнительной гарантией от возникновения аутоиммунного процесса.
Тх после воздействия антигена пролиферируют на две субпопуляции: Тх1 и Тх2.
Тх1 участвуют главным образом в клеточных иммунных реакциях и воспалении. Тх2 способствуют формированию гуморального иммунитета. В ходе пролиферации Тх1 и Тх2 часть из них превращается в клетки иммунологической памяти.
CD8+-лимфоциты – основной тип клеток, обладающих цитотоксическим действием. Они составляют 22 – 24% всех лимфоцитов крови; их соотношение с CD4+-клетками равно 1:1,9 – 1: 2,4. Антигенраспознающие рецепторы CD8+-лимфоцитов воспринимают антиген от презентирующей клетки в комплексе с антигеном МНС первого класса. Антигены МНС второго класса имеются только на АПК, а антигены первого класса практически на всех клетках, CD8+-лимфоциты могут взаимодействовать с любыми клетками организма. Поскольку основной функцией CD8+-клеток является цитотоксичность, они играют ведущую роль в противовирусном, противоопухолевом и трансплантационном иммунитете.
CD8+-лимфоциты могут играть роль супрессорных клеток, однако в последнее время установлено, что подавлять активность клеток иммунной системы могут многие виды клеток, поэтому CD8+-клетки перестали называть супрессорами.
Цитотоксическое действие CD8+-лимфоцита начинается с установления контакта с клеткой – “мишенью” и поступления в мембрану клетки белков-цитолизинов (перфоринов). Вследствие этого в мембране клетки-“мишени” появляются отверстия диаметром 5 – 16 нм, через которые приникают ферменты (гранзимы). Гранзимы и другие ферменты лимфоцита наносят клетке-“мишени” летальный удар, что приводит к гибели клетки вследствие резкого подъема внутриклеточного уровня Са2+, ативации эндонуклеаз и разрушения ДНК клетки. Лимфоцит после этого сохраняет способность атаковать другие клетки-“мишени”.
К цитотоксическим лимфоцитам по своему происхождению и функциональной активности близки естественные киллеры (ЕК), днако они не попадают в тимус и не подвергаются дифференцировке и селекции, не участвуют в специфических реакциях приобретенного иммунитета.
В-лимфоциты составляют 10 – 15% лимфоцитов крови, 20 – 25% клеток лимфатических узлов. Они обеспечивают образование антител и участвуют в представлении антигена Т-лимфоцитам.
Большая роль в поддержании высокого уровня защитных сил организма отводиться гуморальным факторам защиты. Известно, что свежеполученная кровь сельскохозяйственных животных обладает способностью сдерживать рост (бактериостатическая способность) или вызывать гибель (бактерицидная способность) микроорганизмов. Эти свойства крови и ее сыворотки обусловлены содержанием таких веществ, как лизоцим, комплемент, пропердин, интерферон, бактериолизины, монокины, лейкины и некоторых др. (С.И. Плященко, В.Т. Сидоров, 1979; В.М. Митюшников,1985; С.А. Пигалев, В.М. Скорляков, 1989).
Лизоцим (мурамидаза) - это универсальный защитный фермент, который содержится в слезах, слюне, носовой слизи, секрете слизистых оболочек, сыворотке крови и эстрактах полученных из различных органов и тканей (З.В. Ермольева, 1965; У.Дж. Герберт 1974; В.Е. Пигаревский, 1978; И.А. Болотников, 1982; С.А. Пигалев, В.М. Скорляков, 1989; P.S. Gwakisa, U.M. Minga, 1992). Наименьшее количество лизоцима содержится в скелетных мышцах и мозге (О. В. Бухарин, Н.В. Васильев, 1974). Много лизоцима в белке яиц кур (И.А. Болотников, 1982; А.А. Сохин, Е.Ф. Чермушенко, 1984). Титр лизоцима крови кур имеет достоверную связь с титром лизоцима белка яиц (В.М. Митюшников, Т.А. Кожаринова, 1974; В.М. Митюшников, 1980). Высокая концентрация этого фермента отмечена в органах, которые выполняют барьерные функции: печени, селезенке, легких, а также фагоцитах. Лизоцим устойчив к нагреванию (инактивируется при кипячении), обладает свойством лизировать живые и убитые, в основном грамположительные микроорганизмы, что объясняется разным химическим строением поверхности бактериальной клетки. Противомикробное действие лизоцима объясняют нарушением им мукополисахаридной структуры бактериальной стенки, вследствие чего клетка лизируется (П.А. Емельяненко, 1987; Г.А. Грошева, Н.Р. Есакова, 1996).
Кроме бактерицидного действия, лизоцим оказывает влияние на уровень пропердина и фагоцитарную активность лейкоцитов, регулирует проницаемость мембран и тканевых барьеров. Этот фермент вызывает лизис, бактериостаз, агглютинацию бактерий, стимулирует фагоцитоз, пролиферацию Т- и В-лимфоцитов, фибробластов, антителооброзование. Основным источником лизоцима являются нейтрофилы, моноциты и тканевые макрофаги (У.Дж. Герберт 1974; О. В. Бухарин, Н.В. Васильев, 1974; Я.Е. Коляков, 1986; В.А. Медведский, 1998).
По данным А.Ф. Могиленко (1990), содержание лизоцима в сыворотке крови является важным показателем, характеризующем состояние неспецифической реактивности и защитных сил организма.
В свежей сыворотке крови имеется многокомпонентная ферментативная система комплемента, которая играет важную роль в удалении антигена из организма путем активизации гуморальной системы иммунитета. В систему комплемента входят 11 белков, которые обладают различной ферментативной активностью и обозначаются символами от С1 до С9. Основная функция комплемента - лизис антигена. Существует два пути активации (самосборки) системы комплемента - классический и альтернативный. В первом случае главным является комплекс антиген - антитело, во втором (альтернативном) не требуются для активации первые компоненты классического пути: С1, С2 и С4 (Ф. Бернет, 1971; И.А. Болотников, 1982; Я.Е. Коляков, 1986; А. Ройт, 1991; В.А. Медведский, 1998).
Система комплимента принимает непосредственное участие в неспецифическом комплементарном лизисе клеток - мишеней, особенно пораженных вирусами, хемотаксисе и неиммунном фагоцитозе, антителозависимом комплиментарном лизисе, спецефическом антителозависимом фагоцитозе, цитотоксичности сенсибилизированных клеток. Отдельные компоненты комплемента или их фрагменты играют важную роль в регуляции проницаемости и тонуса сосудов кровяного русла, влияют на систему свертывания крови, принимают участие в выделении клетками гистамина (Ф. Бернет, 1971; С.А. Пигалев, В.М. Скорляков, 1989; А. Ройт, 1991; P. Benhaim, T.K. Hunt, 1992; И.М. Карпуть, 1993).
Естественные (нормальные антитела) содержатся в небольших титрах в сыворотке крови здоровых животных, не подвергшихся специальной иммунизации. Природа этих антител до конца не выяснена. Считают, что они возникают в результате перекрестной иммунизации или в ответ на внедрение в организм незначительного количества инфекционного возбудителя, которое не способны вызвать острое заболевание, а вызывает лишь латентную или подострую инфекцию (У.Дж. Герберт, 1974; С.А. Пигалев, В.М. Скорляков, 1989). По данным П.А. Емельяненко (1987), естественные антитела целесообразней рассматривать в категории иммуноглобулинов, синтез которых происходит в ответ на антигенное раздражение. Содержание естественных антител в крови отражает степень зрелости иммунокомпитентной системы организма животных. Снижение титра нормальных антител происходит при многих патологических состояниях. Вместе с комплементом нормальные антитела также обеспечивают бактерицидную активность сыворотки крови.
Гуморальным фактором естественной резистентности является, также пропердин или точнее система пропердина (Я.Е. Коляков, 1986). Название пропердин происходит от лат. pro и perdere - подготавливать к разрушению. Система пропердина играет важную роль в естественной неспецифической устойчивости животного организма. Пропердин содержится в свежей нормальной сыворотке крови в количестве до 25 мкг/мл. Это сывороточный белок мол. массой 220000, который обладает бактерицидностью, способен нейтрализовать некоторые вирусы. По данным Я.Е. Колякова, (1986); С.А. Пигалева, В.М. Скорлякова (1989); Н.А. Радчука, Г.В. Дунаева, Н.М. Колычева, Н.И. Смирновой (1991) бактерицидная активность проявляется не за счет самого пропердина, а системы пропердина, которая состоит из трех составных частей: 1) пропердина - белка сыворотки, 2) ионов магния, 3) комплемента. Таким образом пропердин не действует сам по себе, а совместно с другими факторами, содержащимися в крови животных, в том числе с комплементом.
Интерферон - это группа белковых веществ, продуцируемых клетками организма и препятствующие репродукции вируса. Индукторами образования интерферона помимо вирусов являются бактерии, бактериальные токсины, мутагены и др. В зависимости от клеточного происхождения и индуцирующих его синтез факторов различают a-интерферон, или лейкоцитарный, который продуцируется лейкоцитами и В-интерферон, или фибробластный, который продуцируется фибробластами. Оба эти интерферрона отнесены к первому типу и продуцируются при обработке лейкоцитов и фибробластов вирусами и другими агентами. Иммунный интерферон, или y-интерферон, который продуцируется лимфоцитами и макрофагами, активированными не вирусными индукторами (У.Дж. Герберт 1974; З.В. Ермольева, 1965; С.А. Пигалев, В.М. Скорляков, 1989; Н.А. Радчук, Г.В. Дунаев и др.,1991; А. Ройт, 1991; P.S. Morahan, A. Pinto, D. Stewart, 1991; И.М. Карпуть, 1993; S.C. Kunder, K.M. Kelly, P.S. Morahan, 1993).
Помимо выше перечисленных гуморальных факторов защиты, важную роль играют такие как, бета-лизины, лактоферрин, ингибиторы, С-реактивный белок и др.
Бета-лизины - это белки сыворотки крови, обладающие способностью лизировать некоторые бактерии. Они действуют на цитоплазмотическую мембрану микробной клетки, повреждая ее, тем самым вызывая лизис клеточной стенки ферментами (аутолизинами), расположенными в цитоплазмотической мембране, активируемыми и освобождаемыми при взаимодействии бета-лизинов с цитоплазмотической мембраной. Таким образом, бета лизины вызывают аутолитические процессы и гибель микробной клетки.
Лактоферрин - негиминовый гликопротеид, обладающий железосвязывающей активностью. Он связывает два атома трехвалентного железа, тем самым конкурирует с микробами и подавляет их рост.
Ингибиторы - неспецифические противовирусные вещества, содержащиеся в слюне, сыворотке крови, секретах эпителия дыхательного и пищеварительного трактов, экстрактов разных органов и тканей. Они обладают способностью подавлять активность вирусов вне чувствительной клетки, при нахождении вируса в крови и в жидкостях. Ингибиторы подразделяют на два класса термолабильные (теряющие активность при нагревании 60-62 0С в течение часа) и термостабильные (выдерживают нагревание до 100 0С) (О.В. Бухарин, Н.В. Васильев, 1977; В.Е. Пигаревский, 1978; С.И. Плященко, В.Т. Сидоров, 1979; И.А. Болотников, 1982; В.Н. Сюрин, Р.В. Белоусова, Н.В. Фомина, 1991; Н.А. Радчук, Г.В. Дунаев, Н.М. Колычев, Н.И. Смирнова, 1991).
С-реактивный белок его находят при острых воспалительных процессах и заболеваниях, сопровождающихся тканевыми деструкциями, так как он может служить показателем активности этих процессов. В нормальной сыворотке этот белок не определяется. С-реактивный белок обладает способностью инициировать реакции преципитации, аглютинации, фагоцитоза, связывания комплементов, т.е. имеет функциональные черты, сходные с иммуноглобулинами. Кроме того, этот белок повышает подвижность лейкоцитов (У.Дж. Герберт 1974; С.С. Абрамов, А.Ф. Могиленко, А.И. Ятусевич, 1988; А. Ройт, 1991).
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.
Помимо фагоцитов, в крови находятся растворимые неспецифические вещества, губительно действующие на микроорганизмы. К ним относятся комплемент, пропердин, β-лизины, х-лизины, эритрин, лейкины, плакины, лизоцим и др.
Комплемент (от лат. complementum - дополнение) представляет собой сложную систему белковых фракций крови, обладающую способностью лизировать микроорганизмы и другие чужеродные клетки, например эритроциты. Различают несколько компонентов комплемента: С 1 , С 2 , С 3 и т. д. Комплемент разрушается при температуре 55° С в течение 30 мин. Это свойство называется термолабильностью. Он разрушается также при встряхивании, под влиянием УФ-лучей и т. п. Помимо сыворотки крови, комплемент обнаружен в различных жидкостях организма и в воспалительном экссудате, но отсутствует в передней камере глаза и спинномозговой жидкости.
Пропердин (от лат. properde - подготовлять) - группа компонентов нормальной сыворотки крови, активирующая комплемент в присутствии ионов магния. Он сходен с ферментами и играет важную роль в устойчивости организма к инфекции. Снижение уровня пропердина в сыворотке крови свидетельствует о недостаточной активности иммунных процессов.
β-лизины - термостабильные (устойчивые к действию температуры) вещества сыворотки крови человека, обладающие антимикробным действием, в основном по отношению к грамположительным бактериям. Разрушаются при 63° С и под действием УФ-лучей.
Х-лизин - термостабильное вещество, выделенное из крови больных с высокой температурой. Обладает способностью без участия комплемента лизировать бактерии, главным образом грамотрицательные. Выдерживает нагревание до 70-100° С.
Эритрин выделен из эритроцитов животных. Оказывает бактериостатическое действие на возбудителей дифтерии и некоторые другие микроорганизмы.
Лейкины - бактерицидные вещества, выделенные из лейкоцитов. Термостабильны, разрушаются при 75-80° С. Обнаруживаются в крови в очень небольших количествах.
Плакины - сходные с лейкинами вещества, выделенные из тромбоцитов.
Лизоцим - фермент, разрушающий оболочку микробных клеток. Он содержится в слезах, слюне, жидкостях крови. Быстрое заживление ран конъюнктивы глаза, слизистых оболочек полости рта, носа объясняется в значительной степени наличием лизоцима.
Бактерицидными свойствами обладают также составные компоненты мочи, простатическая жидкость, экстракты различных тканей. В нормальной сыворотке содержится в небольшом количестве интерферон.
Контрольные вопросы
1. Что такое гуморальные факторы неспецифической защиты?
2. Какие гуморальные факторы неспецифической защиты Вы знаете?
Специфические факторы защиты организма (иммунитет)
Перечисленные выше компоненты не исчерпывают всего арсенала факторов гуморальной защиты. Главными среди них являются специфические антитела - иммуноглобулины, образующиеся при введении в организм чужеродных агентов - антигенов.
Антигены
Антигены - генетически чужеродные для организма вещества (белки, нуклеопротеиды, полисахариды и др.), на введение которых организм отвечает развитием специфических иммунологических реакций. Одна из таких реакций - образование антител.
Антигены обладают двумя основными свойствами: 1) иммуногенностью, т. е. способностью вызывать образование антител и иммунных лимфоцитов; 2) способностью вступать с антителами и иммунными (сенсибилизированными) лифоцитами в специфическое взаимодействие, которое проявляется в виде иммунологических реакций (нейтрализации, агглютинации, лизиса и др.). Антигены, обладающие обоими признаками, называются полноценными. К ним относятся чужеродные белки, сыворотки, клеточные элементы, токсины, бактерии, вирусы.
Вещества, не вызывающие иммунологических реакций, в частности выработку антител, но вступающие в специфическое взаимодействие с готовыми антителами, получили название гаптенов - неполноценных антигенов. Гаптены приобретают свойства полноценных антигенов после соединения с крупномолекулярными веществами - белками, полисахаридами.
Условиями, определяющими антигенные свойства различных веществ, являются: чужеродность, макромолекулярность, коллоидное состояние, растворимость. Проявляется антигенность при попадании вещества во внутреннюю среду организма, где происходит встреча его с клетками иммунной системы.
Специфичность антигенов, способность их соединяться только с соответствующим антителом - уникальное биологическое явление. Оно лежит в основе механизма сохранения постоянства внутренней среды организма. Это постоянство обеспечивает иммунная система, распознающая и уничтожающая генетически чужеродные вещества (в том числе и микроорганизмы, их яды), находящиеся в его внутренней среде. Иммунная система человека несет постоянный иммунологический надзор. Она способна распознавать чужеродность при отличии клетки всего по одному гену (раковые).
Специфичность - особенность строения веществ, по которой антигены отличаются друг от друга. Она определяется антигенной детерминантой, т. е. небольшим участком молекулы антигена, который и соединяется с антителом. Число таких участков (группировок) у разных антигенов различно и определяет число молекул антител, с которыми может соединяться антиген (валентность).
Способность антигенов соединяться только с теми антителами, которые возникли в ответ на активацию иммунной системы данным антигеном (специфичность), используется в практике: 1) диагностика инфекционных болезней (определение специфических антигенов возбудителя или специфических антител в сыворотке крови больного); 2) профилактика и лечение больных инфекционными болезнями (создание невосприимчивости к определенным микробам или токсинам, специфическая нейтрализация ядов возбудителей ряда болезней при иммунотерапии).
Иммунная система четко дифференцирует "свои" и "чужие" антигены, реагируя только на последние. Однако возможны реакции на собственные антигены организма - аутоантигены и возникновение против них антител - аутоантител. Аутоантигенами становятся "забарьерные" антигены - клетки, вещества, которые в течение жизни идивидуума не контактируют с иммунной системой (хрусталик глаза, сперматозоиды, щитовидная железа и др.), а приходят в соприкосновение с ней при различных повреждениях, всасываясь обычно в кровь. А поскольку при развитии организма эти антигены не распознавались как "свои", то не сформировалась естественная толерантность (специфическая иммунологическая безответность), т. е. в организме остались клетки иммунной системы, способные к иммунному ответу на эти собственные антигены.
В результате появления аутоантител могут развиться аутоиммунные заболевания как следствие: 1) прямого цитотоксического действия аутоантител на клетки соответствующих органов (например, зоб Хасимото - повреждение щитовидной железы); 2) опосредованного действия комплексов аутоантиген - аутоантитело, которые откладываются в поражаемом органе и вызывают его повреждение (например, системная красная волчанка, ревматоидный артрит).
Антигены микроорганизмов . Микробная клетка содержит большое число антигенов, имеющих разное расположение в клетке и разное значение для развития инфекционного процесса. У разных групп микроорганизмов антигены имеют различный состав. У кишечных бактерий хорошо изучены О-, К-, Н-антигены.
О-антиген связан с клеточной стенкой микробной клетки. Его обычно называли "соматическим", так как считали, что этот антиген заключен в теле (соме) клетки. О-антиген грамотрицательных бактерий - сложный липополисахаридно-протеиновый комплекс (эндотоксин). Он термостабилен, не разрушается при обработке спиртом и формалином. Состоит из основного ядра (core) и боковых полисахаридных цепей. Специфичность О-антигенов зависит от строения и состава этих цепей.
К-антигены (капсульные) связаны с капсулой и клеточной стенкой микробной клетки. Их называют также оболочечными. К-антигены расположены более поверхностно, чем О-антигены. Они являются главным образом кислыми полисахаридами. Имеется несколько видов К-антигенов: А, В, L и др. Эти антигены отличаются друг от друга по устойчивости к температурным воздействиям. А-антиген наиболее устойчив, L - наименее. К поверхностным антигенам относят и Vi-антиген, который имеется у возбудителей брюшного тифа и некоторых других кишечных бактерий. Он разрушается при 60° С. Наличие Vi-антигена связывали с вирулентностью микроорганизмов.
Н-антигены (жгутиковые) локализуются в жгутиках бактерий. Они представляют собой особый белок - флагеллин. Разрушаются при нагревании. При обработке формалином сохраняют свои свойства (см. рис. 70).
Протективный антиген (защитный) (от лат. protectio - покровительство, защита) образуется возбудителями в организме больного. Возбудители сибирской язвы, чумы, бруцеллеза способны образовывать протективный антиген. Его обнаруживают в экссудатах пораженных тканей.
Выявление антигенов в патологическом материале является одним из способов лабораторной диагностики инфекционных болезней. Для выявления антигена применяют различные иммунные реакции (см. ниже).
При развитии, росте и размножении микроорганизмов их антигены могут меняться. Происходит утрата некоторых антигенных компонентов, более поверхностно расположенных. Это явление носит название диссоциации. Примером ее может служить "S" - "R"-диссоциация.
Контрольные вопросы
1. Что такое антигены?
2. Каковы основные свойства антигенов?
3. Какие антигены микробной клетки Вы знаете?
Антитела
Антитела - это специфические белки крови - иммуноглобулины, образующиеся в ответ на введение антигена и способные специфически реагировать с ним.
В сыворотке человека имеется два вида белков: альбумины и глобулины. Антитела связаны в основном с глобулинами, измененными под воздействием антигена и названными иммуноглобулинами (Ig). Глобулины неоднородны. По скорости движения в геле при пропускании через него электрического тока их делят на три фракции: α, β, γ. Антитела принадлежат главным образом к γ-глобулинам. Эта фракция глобулинов имеет наибольшую скорость движения в электрическом поле.
Иммуноглобулины характеризуют по молекулярной массе, скорости осаждения при ультрацентрифугировании (центрифугировании с очень большой скоростью) и т. п. Различия этих свойств позволили разделить иммуноглобулины на 5 классов: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Все они играют роль в развитии иммунитета против инфекционных заболеваний.
Иммуноглобулины G (IgG) составляют около 75% всех иммуноглобулинов человека. Они наиболее активны в развитии иммунитета. Единственные из иммуноглобулинов проникают через плаценту, обеспечивая пассивный иммунитет плода. Имеют небольшую молекулярную массу и скорость осаждения при ультрацентрифугировании.
Иммуноглобулины М (IgM) образуются в организме плода и первыми появляются после заражения или иммунизации. К этому классу принадлежат "нормальные" антитела человека, которые образуются в течение его жизни, без видимого проявления инфекции или при бытовом многократном инфицировании. Имеют большую молекулярную массу и скорость осаждения при ультрацентрифугировании.
Иммуноглобулины A (IgA) обладают способностью проникать в секреты слизистых (молозиво, слюна, содержимое бронхов и др.). Они играют роль в защите слизистых оболочек дыхательного и пищеварительного трактов от микроорганизмов. По величине молекулярной массы и скорости осаждения при ультрацентрифугировании близки к IgG.
Иммуноглобулины Е (IgE) или реагины несут ответственность за аллергические реакции (см. главу 13). Играют роль в развитии местного иммунитета.
Иммуноглобулины D (IgD). Обнаружены в небольшом количестве в сыворотке крови. Изучены недостаточно.
Структура иммуноглобулинов . Молекулы иммуноглобулинов всех классов построены одинаково. Наиболее простая структура у молекул IgG: две пары полипептидных цепей, соединенных дисульфидной связью (рис. 31). Каждая пара состоит из легкой и тяжелой цепи, различающихся по молекулярной массе. Каждая цепь имеет постоянные участки, которые предопределены генетически, и переменные, образующиеся под воздействием антигена. Это специфические участки антитела называют активными центрами. Они вступают во взаимодействие с антигеном, который вызвал образование антител. Количество активных центров в молекуле антитела определяет валентность - число молекул антигена, с которым может связаться антитело. IgG и IgA - двухвалентны, IgM - пятивалентны.
Рис. 31. Схематическое изображение иммуноглобулинов
Иммуногенез - антителообразование зависит от дозы, кратности и способа введения антигена. Различают две фазы первичного иммунного ответа на антиген: индуктивную - от момента введения антигена до появления антителообразующих клеток (до 20 ч) и продуктивную, которая начинается к концу первых суток после введения антигена и характеризуется появлением антител в сыворотке крови. Количество антител постепенно увеличивается (к 4-му дню), достигая максимума на 7-10-й день и уменьшается к концу первого месяца.
Вторичный иммунный ответ развивается при повторном введении антигена. При этом индуктивная фаза значительно короче - антитела вырабатываются быстрее и интенсивнее.
Контрольные вопросы
1. Что такое антитела?
2. Какие Вы знаете классы иммуноглобулинов?
Похожая информация.
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.
