Рататуй. Навчальний посібник для студентів, що навчаються у вищих навчальних закладах іii1V рівнів акредитації за напрямом Ветеринарна медицина
 Скачать 5.29 Mb.
|
|
9. ІМУНІТЕТ ТВАРИННОГО ОРГАНІЗМУ 9.1 Види імунітету Людина і тварини живуть в складному довкіллі, де існують мільярди бактерій, вірусів, грибів, найпростіших. Час від часу вони проникають в їх внутрішнє середовище. Але в переважній більшості згадані фактори суттєвої шкоди людині і тваринам не завдають. Це зумовлено тим, що існує й активно функціонує захисна система організму - система імунітету. Спочатку термін "імунітет" означав, що організм не чутливий до інфекційних агентів або захищений від них (immunitas - звільнений від податків). Численні спостереження показали, що особи, які перехворіли на інфекційну хворобу, захищені від повторного зараження тим же збудником. Так виникло поняття набутого імунітету (несприйнятливості), який є специфічним і тривалим. Нині ж під імунітетом розуміють 172 комплекс морфолого-функціональних компонентів, що забезпечують гомеостаз організму. тобто не лише проти патогенів інфекційної чи інвазійної природи, а й проти любих інших факторів, які характеризуються ознаками чужерідної генетичної інформації. Імунна система виконує гомеостатичну функцію імунного нагляду. Вона підтримує постійність внутрішнього середовища та оберігає його, зокрема, від виникнення захворювань. Від стану імунної системи, як пра- вило, залежить відповідь організму на проникнення хвороботворних агентів. Доказами цього є загальновідомі факти: у дітей, які мають вроджені вади імунної системи, значно частіше виникають пухлини, і вони в більшості випадків гинуть від захворювань, викликаних різноманітними мікроорганізмами. При надзвичайно небезпечній хворобі сучасності - СНІДі - глибоко уражається імунна система, завдяки чому нешкідлива в звичайних умовах мікрофлора організму може стати однією з причин загибелі людини. Таким чином, імунна система забезпечує одну з важливих адаптаційних функцій організму і спрямована на контроль і збереження його генетичної недоторканості. .Основною функцією стеми імунітету є систематичне розпізнавання всього чужорідного, що проникає в організм (бактерії, гриби, віруси, найпростіші), власних змінених клітин, підтримання гомеостазу, нейтралізація, видалення та знищення чужорідних агентів. На кожну чужерідну сполуку, що потрапляє в організм, останній специфічно реагує, виробляючи молекули й клітини, які вступають з нею у взаємодію за для подальшого видалення. 173 Імунітет протягом життя можна набути природним шляхом або за рахунок щеплень (штучно). Якщо несприйнятливість виробилась після перенесення певної хвороби, говорять про набутий природний активний імунітет. Природний пасивний імунітет виникає у новонароджених за рахунок антитіл, які вони одержують від матері. Як правило, після хвороби організм звільняється від мікроорганізмів, а імунітет продовжує тривати певний період часу. У зв'язку з тим, що несприйнятливість існує при відсутності збудника в організмі, такий імунітет називають стерильним. Він має місце при більшості інфекційних захворювань. Якщо імунітет пов'язаний з перебуванням збудника в організмі, говорять про нестерильний імунітет (при туберкульозі, бруцельозі). Імунітет, що виникає після щеплень, теж поділяється на активний і пасивний. Штучний активний імунітет виробляється при щепленні вакцинами (ослабленими або вбитими мікробами, вірусами або їх хімічними компонентами). Штучний пасивний імунітет триває за рахунок введення готових антитіл (антимікробних, антивірусних, антитоксичних). У той же час існує вроджена несприйнятливість, яка зумовлена різноманітними генетично детермінованими факторами, до яких можна віднести відсутність в організмі сприятливих умов для розвитку збудника, а також рецепторів, ферментних систем, з якими може взаємодіяти мікроорганізм. Такий вид несприйнятливості називають видовим імунітетом. 174 Залежно від того, проти якого агента розвивається опірність організму, розрізняють такі форми імунітету: протитоксичний, протибактеріальний, противірусний, протигрибковий, протипаразитарний, протипухлинний, трансплантаційний. 9.2. Структура імунної системи Імунна система, яка оберігає постійність внутрішнього середовища, розміщена по всьому організму. Розрізняють центральні та периферичні органи імунітету. До центральних органів належать вилочкова залоза (тимус) і сумка (бурса) Фабриціуса у птахів (bursa - сумка). Вважають, що її функцію у людини виконує кістковий мозок та пейєрові бляшки, які знаходяться в стінці кишечника. Периферичні органи імунітету представлені селезінкою, лімфатичними вузлами, а також всіма лімфатичними скупченнями організму. Центральною клітиною імунної системи є лімфоцит. Перед ознайомленням із механізмом імунного захисту організму, необхідно з’ясувати зміст таких основних імунологічних понять, як антигени й антитіла. Антигени– це біополімери, природні або синтетичні сполуки, які розпізнаються лімфоїдними клітинами й здатні викликати імунну відповідь. Остання може проявитись синтезом антитіл, підвищеною чутливістю (гіперчутливістю), імунологічною пам'яттю, імунологічною толерантністю (tolerantia - переносимість, терпимість). Антигени характеризуються двома основними взаємопо'язаними властивостями: 1) вибірково взаємодіють із рецепторами лімфоцитів, викликаючи синтез антитіл; 2) специфічно реагують із цими антитілами. За хімічною будовою антигенами є переважно білки, деякі 175 полісахариди, ліпіди та їх сполуки. Розрізняють повноцінні антигени та гаптени. Останні, на відміну від антигенів, не здатні індукувати синтез антитіл, проте вступають з ними в реакцію при певних умовах. Антитіла. Існує п'ять класів імуноглобулінів ( антитіл ) : G, М, А, Е, D. Молекули кожного класу складаються з важких (Н) і легких (L) поліпептидних ланцюгів. Вони мають активні центри – місця контакту з комплементарними структурами антигенів, рецептори для фактору неспецифічного імунітету – комплементу. Антитіла синтезуються плазматичними клітинами – трансформованими під впливом антигену Б-лімфоцитами. В процесі формування імунної відповідіспостерігається тісне кооперування клітинних і гуморальних факторів імунної системи. В імунній відповіді беруть участь В-лімфоцити, Т-лімфоцити і макрофаги. Лімфоцити – одні з найважливіших клітин імунної системи. Вони здатні реагувати лише на окрему групу структурно подібних антигенів. Ця здатність існує ще до першого контакту імунної системи з даним антигеном і зумовлена наявністю мембранних рецепторів до його детермінант. Кожен клон лімфоцитів відрізняється від іншого будовою цих рецепторів. Таким чином, кожен клон здатний реагувати тільки на певні, відповідні йому антигени. В результаті лімфоцити людини складають виключно неоднорідну популяцію клітин, у яких різноманіття рецепторів перевищує 10 6 Лімфоцити відрізняються між собою не тільки за специфічністю своїх рецепторів, а й за функціональними властивостями. Розрізняють два основних класи лімфоцитів: В-лімфоцити й Т-лімфоцити (рис. 9.3) В-лімфоцити. Попередники антитілопродукуючих клітин розвиваються із гемопоетичної стовбурової клітини кісткового мозку. 176 При цьому вони проходять свій цикл розвитку, в результаті якого на їх поверхні з'являються рецептори. Зрілі В-клітини відзначаються тим, що на їх мембранах є імуноглобулінові рецептори до антигена. При зв'язуванні антигена цими рецепторами, клітини активуються, проліферують і диференціюють у плазмоцити, які є продуцентами антитіл. Т-лімфоцити. Попередники Т-лімфоцитів із кісткового мозку й ембріональної печінки мігрують у тимус і зазнають серії перетворень. У процесі дозрівання і проліферації виникають різні види Т-лімфоцитів. Розрізняють Т-лімфоцити хелпери(помічники) з CD4 антигеном, Т-супресори, Т-ефектори (кілери)з CD8 антигеном, Серед Т-хелперівтеж є різновидності: класичні Т-хелпери, які активуються, проліферують під впливом антигена і стимулюють В-лімфоцити до поділу і перетворення їх у плазмоцити; Т-хелпери гіперчутливості сповільненого типу, що виконують функцію помічників шляхом вивільнення біологічно активних речовин - лімфокінів; Т-хелпери- підсилювачі стимулюють інші Т-лімфоцити до продукції факторів, які виконують роль помічників. Таким чином, основною функцією Т-хелперів є стимуляція В-лімфоцитів, Т-лімфоцитів і макрофагів. До клітин, що здатні пригнічувати різні ланки імунопоезу, належать Т-супресори.Розрізняють специфічні та неспецифічні Т- супресори. Специфічні Т-супресори пригнічують імунну відповідь організму на конкретні антигени, в той час, як неспецифічні супресори пригнічують відповідь незалежно від виду антигена. Від функціонального стану Т-супресорів залежить розвиток аутоімунних, алергічних, імунодефіцитних станів, вираженість трансплантаційних реакцій тощо. 177 Наприклад, при функціональній недостатності Т-супресорів В-лімфоцити й Т-кілери одержують широку можливість реагувати проти власних клітин і тканин, що зумовлює розвиток аутоімунних і алергічних реакцій. Однак, якщо активність Т-супресорів переважає функціональну здатність Т-хелперів, створюється благодатний фон для розвитку імунодефіцитних станів. Особливу роль відіграють Т-контрсупресори. Вони здатні пригнічувати вплив Т-супресорів на Т-хелпери. Важливою групою Т-лімфоцитів є Т-ефектори, кілери.Ці клітини здатні розпізнавати чужорідний антиген у комплексі з рецепторами власних клітин і знищувати ці клітини разом з патогенними агентами, що в них знаходяться. У крові людини на долю Т-лімфоцитів припадає біля 75% лімфоцитів, 15% складають В-клітини і 10% - К-клітини. Велике значення для дослідження стану імунної системи має підрахунок Т- і В-лімфоцитів і визначення їх функціональної здатності. Для підрахунку цих клітин до недавнього часу користувались методом спонтанного розеткоутворення. Розеткоутворення - це процес взаємодії лімфоцитів і чужорідних еритроцитів з утворенням комплексів клітин, що складаються із центрально розміщеного лімфоцита й розташованих навколо нього еритроцитів. Т-лімфоцити людини, маючи рецептори до баранячих еритроцитів, утворюють з ними розетки, і тому вони позначаються Е- РУК (Е - еритроцити, РУК - розеткоутворюючі клітини). За кількістю Е-РУК можна підрахувати кількість Т-лімфоцитів. В-лімфоцити мають на своїй поверхні рецептори до еритроцитів мишей і формують з ними спонтанні розетки. Іноді цей тест 178 використовують для визначення В-лімфоцитів. Проте частіше для цього поки що використовують методики розеткоутворення з урахуванням інших рецепторів. Такими маркерами є рецептори до Fc- фрагменту імуноглобуліну і до СЗ-компоненту комплементу. При зв'язуванні комплексу еритроцит - антиеритроцитарні антитіла з рецептором і Fc-фрагмента виникають ЕА-розетки (Е - еритроцит, А - антитіло). Коли ж до рецептора СЗ приєднується комплекс еритроцити- антиеритроцитарні антитіла-СЗ-компонент, утворюються ЕАС-розетки (Е - еритроцит, А - антитіло, С - комплемент). Відповідно В-лімфоцити часто позначають як ЕА-РУК або ЕАС-РУК. Для визначення імунорегуляторних клітин Т-хелперів і Т- супресорів, беручи до уваги присутність у перших рецепторів до Fc- фрагмента IgM, а в других - до Fc фрагмента IgG, навантажують лімфоцити відповідно комплексами еритроцит-IgM, еритроцит-IgG. Підраховуючи розетки, визначають кількість Т-хелперів і Т- супресорів. Крім того, знаючи, що теофілін гальмує активність більшості Т-лімфоцитів, крім Т-хелперів, досліджують розеткоутворення до і після обробки Т-клітин теофіліном. Клітини, які зберігають здатність формувати розетки, вважаються Т-хелперами, а ті, які втрачають цю здатність, розглядаються як сукупність Т- супресорів і Т-ефекторів. Тепер у науково-дослідних і діагностичних лабораторіях широкого розповсюдження набувають більш досконалі й чутливі методики підрахунку кількості Т- і В-лімфоцитів та їх субпопуляцій. З цією метою використовують флуоресціюючі моноклональні антитіла, що дозволяють виявляти на популяціях лімфоцитів специфічні антигени, характерні для цієї різновидності клітин. 179 Для вивчення функціональної здатності лімфоцитів використовується реакція бласттрансформації (РБТЛ).Перехід малих лімфоцитів із стану спокою в бластні форми, які здатні до проліферації та диференціації, називається бласттрансформацією. Цей процес супроводжується морфологічними змінами лімфоцитів – збільшенням розмірів, кількості мітохондрій, рибосом. Згодом одна бластна клітина може започатковувати клон із значної кількості клітин, які мають ту ж імунологічну специфічність, що й вихідна клітина. Ті речовини, що викликають бласттрансформацію, одержали назву мітогенів, які бувають специфічними та неспецифічними. Специфічними мітогенами виступають антигени, які впливають тільки на ті лімфоцити, що несуть відповідні йому рецептори. Неспецифічні – залучають у процес значну частину лімфоцитів незалежно від їх імунологічної специфічності. Причому одні з них вибірково активують тільки Т-клітини, інші – В-клітини. Найбільш часто в клінічній практиці використовують такі мітогени, як фітогемаглютинін (ФГА), Конканавалин А (КонА), ліпополісахарид (ЛПС), мітоген лаконосу, туберкулін. ФГА і КонА вибірково активують лише Т-клітини, ЛПС -тільки В-клітини. Роль макрофагів у імунній відповіді.Макрофаги (мононуклеарні фагоцити) - це третій тип клітин, які безпосередньо беруть участь у формуванні гуморальної і клітинної імунної відповіді та мають багатогранні функції. Вони всюдисущі й знаходяться в усіх органах і тканинах. Будучи активно рухливими клітинами, макрофаги мігрують до чужорідних агентів, старіючих, пошкоджених клітин і руйнують їх. На їх поверхні є багато рецепторів: Fc-рецептори для імуноглобулінів, до компонентів комплементу, інтерферону та інших цитокінів. 180 Макрофаги здійснюють одну з важливих імунологічних функцій - розщеплюють і переробляють антиген і представляють його Т- і В- лімфоцитам. На відміну від останніх, макрофаги не мають клонально запрограмованих властивостей і не володіють антигенною специфічністю, а реагують як неспецифічні допоміжні клітини. Головний комплекс гістосумісності (ГКГ)- це основна генетична система, що обумовлює функціонування імунної системи і в першу чергу Т-системи імунітету. Вона кодує здатність розпізнавати "своє" й "чуже", синтезувати антитіла, відторгати чужорідні клітини, визначає схильність до захворювань . Однак ці антигени виконують в організмі й інші біологічно важливі функції. Наприклад, знаходячись на В- клітинах і макрофагах, зумовлюють їх взаємодію з Т-хелперами. Поверхневі антигенні структури клітин, які стимулюють реакції відторгнення трансплантата, одержали назву антигенів гістосумісності, а гени, які їх кодують, генів гістосумісності. 9.3. Клітинні механізми природного захисту Фагоцитоз. Велике значення у неспецифічному захисті відіграє фагоцитарна реакція організму, яка вперше була відкрита видатним вітчизняним ученим І.І. Мечниковим. Як було встановлено, основними дійовими особами у цьому процесі є мікрофаги і макрофаги, якими здійснюється захоплення і знищення бактерій. Мікрофаги - поліморфноядерні нейтрофіли є "професійними" фагоцитами. Поліморфноядерні лейкоцити першими з’являються у вогнищі запалення і починають поглинати й знищувати чужорідних агентів. Макрофаги утворюють моноцитарно-фагоцитарну систему 181 фагоцитів. Ця система розміщена повсюдно: в сполучній тканині, навколо базальних мембран кровоносних судин, легенях, печінці тощо. Макрофаги здатні до міграції та цілеспрямованого хемотаксису. Речовини, що визначають напрям руху макрофага, називаються хемоантрактантами. До них належать фрагменти системи комплементу, глобуліни, продукти деградації колагену, фібрину, клітин. Поступове підключення різних хемоантрактантів забезпечує постійний приплив нових макрофагів із судинного русла. На відміну від поліморфноядерних лейкоцитів, макрофаги -тривалоіснуючі клітини. Щоб відбулося поглинання фагоцитами бактерій (фагоцитоз), останні повинні адсорбуватись на поверхні нейтрофіла або макрофага. Після адсорбції розпочинається фаза поглинання шляхом активізації актин-міозинової скорочувальної системи, що призводить до утворення навколо бактерії псевдоподій. У міру того, як близько розташовані рецептори приєднуються до мікроба, плазматична мембрана насувається на нього, поки він не опиниться у вакуолі (фагосомі). Наступні події розгортаються досить швидко, і протягом короткого часу лізосоми зливаються з фагосомою, впорскуючи в неї свої гідролітичні ферменти. Знищення чужорідних клітин здійснюється за двома механізмами: кисеньзалежним і кисеньнезалежним. При кисеньзалежному механізмі утворюються біологічно активні речовини, які згубно діють на захоплений об'єкт: надпероксидний аніон, пероксид водню, гідроксильні радикали та інші. При кисеньнезалежному механізмі створюються оптимальні умови для руйнування бактеріальної мембрани катіонними білками. Певне значення тут мають лізоцим, лактоферин, оксид азоту, низька концентрація водневих іонів. Отже, при фагоцитозі виділяють 5тадій. 182 1. Наближення фагоцита до мікробів у результаті позитивного хемотаксису. 2. Адгезія бактерій на поверхні фагоцита. 3. Активація мембрани фагоцита і поглинання мікроорганізмів. 4. Злиття фагосоми з лізосомою і перетравлення чужорідних агентів. 5. Видалення продуктів розпаду за межі клітини. Проте мікроорганізми виробили ряд пристосувань, які захищають їх від згубної дії фагоцитів. Наприклад, збудники туберкульозу, лепри, бруцели, потрапивши всередину макрофага, здатні навіть розмножуватись. Це пояснюється тим, що мікобактерії туберкульозу пригнічують злиття фагосом із лізосомами, а оболонка збудника лепри не піддається дії ферментів фагоцита. Деякі рикетсії здатні покидати фагосоми й існують безпосередньо в цитоплазмі. Явище, коли мікроорганізми не перетравлюються у фагоциті, одержало назву незавершеного фагоцитозу. Водночас існує ряд факторів, що стимулюють фагоцитарну активність лейкоцитів. У першу чергу - це антитіла й компоненти комплементу, а також лімфокіни, лізоцим, простагландини, інтерферон. Ці речовини можуть з'єднуватись із мікроорганізмами, зумовлюючи їх опсонізацію. Відомо, що на поверхні фагоцита є рецептори до Fc фрагмента антитіла і СЗ комплементу. Завдяки цьому опсонізована частинка легко зв'язується з фагоцитом. Природні кілери(ПК). Ці клітини подібні до великих гранулярних лімфоцитів, виконують в організмі дуже важливу функцію. Вони контролюють появу й знищують пухлинні клітини. Як тільки рецептори природного кілера зв'язуються з трансформованою клітиною, ПК активується і впорскує речовину, подібну до С9 183 комплементу - перфорин. У лічені хвилини пухлинна клітина руйнується. При цьому ПК залишається неушкодженим і здатний вступити в контакт із наступною мішенню. Вважають, що природні кілери – основні клітини, які забезпечують протипухлинний захист організму. Таким чином, в організмі постійно існує і функціонує розгалужена система вродженого природного захисту від чужорідних агентів, основу якої складають різноманітні активні речовини, що знаходяться в сироватці крові, секретах, тканинах, органах. Складовою цієї системи є також нормальна мікрофлора організму, яка має виражені антагоністичні властивості відносно багатьох збудників. Мікрофаги, макрофаги та природні кілери здатні успішно знищувати чужорідні та змінені власні клітини, бактерії, віруси. Все це створює першу лінію захисту організму, яка протистоїть збудникам інфекційних захворювань. |