Первая. Общая микробиология. Глава место микроорганизмов среди других живых существ классификация и

• Название: Первая. Общая микробиология. Глава место микроорганизмов среди других живых существ классификация и
• Анкор: lektsii_po_mikre.doc
• Дата: 09.03.2018
• Размер: 1.23 Mb.
• Имя файла: lektsii_po_mikre.doc
• Тип: Документы; #16466
• страница: 8 из 24

ГЛАВА 14.

ИММУНИТЕТ

Иммунитет (лат. immunitas - освобождение от чего-либо) - сово­купность реакций организма, направленных на защиту постоянства внутренней среды от генетически чужеродных агентов. Это происхо­дит, например, при инфекционных заболеваниях, при вакцинации, пе­реливании несовместимой крови, при трансплантации тканей или ор­ганов. Чужеродные клетки возникают и в самом организме вследствие мутаций, и постоянной функцией иммунной системы является функция "надзора" - удаления таких измененных клеток. При снижении этой функции такие клетки-мутанты могут дать начало развитию злокаче­ственного новообразования.

Вначале понятие "иммунитет" складывалось как "невосприимчи­вость к инфекционным болезням". Давно было отмечено, что человек, перенесший инфекционную болезнь, становится невосприимчивым к повторному заражению. В древнем Китае, в Индии делались попытки проводить прививки против оспы путем искусственного заражения детей. В средние века людей, переболевших чумой, привлекали к уходу за больными и захоронению умерших.

Впервые Эдуард Дженнер провел вакцинацию против оспы путем заражения человека оспой коров. Пастер создал вакцины против бе­шенства и сибирской язвы и научно обосновал принципы получения живых вакцин. Мечников построил фагоцитарную теорию иммуните­та. Бухнер обнаружил бактерицидные свойства сыворотки крови. Эрлихом была предложена гуморальная теория иммунитета. Беринг и Ру создали лечебные антитоксические сыворотки против дифтерии и столбняка. Это направленние иммунологии ("инфекционная иммуно­логия") развивалась в дальнейшем и продолжает развиваться. Достиг­нуты значительные успехи в профилактике, лечении и диагностике инфекционных заболеваний. Но уже с начала XX века стало извест­но, что чужеродными для организма являются не только микробы и их токсины, но и чужеродные клетки или вещества. Сложилось особое направление - "неинфекционная иммунология".

Виды иммунитета. Неспецифические факторы защиты.

Различают видовой и приобретенный иммунитет.

Видовой иммунитет передается но наследству, характерен для данного вида. Например, человек невосприимчив к чуме рогатого скота, к куриной холере, собаки невосприимчивы к туберкулезу. Видовой им­мунитет неспецифичен, то есть одни и те же защитные механизмы дей­ствуют против разных видов микробов. Это наиболее прочный вид иммунитета.

Неспецифические факторы естественной резистентности защищают организм от микробов при первой встрече с ними. Эти же факторы участвуют и в формировании приобретенного иммунитета.

Ареактивность клеток является наиболее стойким фактором есте­ственной защиты. При отсутствии клеток, чувствительных к данному микробу, токсину, вирусу организм полностью защищен от них. Так, например, крысы нечувствительны к дифтерийному токсину.

Кожа и слизистые оболочки представляют собой механический ба­рьер для большинства патогенных микробов. Кроме того, на микробы губительно действуют выделения потовых и сальных желез, содержа­щие молочную и жирные кислоты. Чистая кожа обладает более силь­ными бактерицидными свойствами. Удалению микробов с кожи спо­собствует слущивание эпителия.

В секретах слизистых оболочек содержится лизоцим (lysozyme) -фермент, лизирующий клеточную стенку бактерий, главным образом, грамположительных. Лизоцим содержится в слюне, секрете конъюнк­тивы, а также в крови, в макрофагах, в слизи кишечника. Открыт впер­вые П.Н. Лащенковым в 1909 г. в белке куриного яйца.

Эпителий слизистых оболочек дыхательных путей является препят­ствием для проникновения патогенных микробов в организм. Частицы пыли и капли жидкости выбрасываются наружу со слизью, выде­ляющейся из носа. Из бронхов и трахеи попавшие сюда частицы выводятся движением ресничек эпителия, направленным кнаружи. Эта функция мерцательного эпителия обычно нарушена у злостных ку­рильщиков. Немногие частички пыли и микробы, достигшие легочных альвеол, захватываются фагоцитами и обезвреживаются.

Секрет пищеварительных желез. Желудочный сок губительно дей­ствует на микробов, поступающих с водой и пищей, благодаря нали­чию соляной кислоты и ферментов. Пониженная кислотность же­лудочного сока способствует ослаблению сопротивляемости к кишеч­ным инфекциям, таким как холера, брюшной тиф, дизентерия. Бакте­рицидным действием обладают также желчь и ферменты кишечного содержимого.

Лимфатические узлы. Микробы, проникшие через кожу и слизис­тые оболочки, задерживаются в регионарных лимфатических узлах. Здесь они подвергаются фагоцитозу. В лимфатических узлах также со­держатся так называемые нормальные (естественные) киллеры-лим­фоциты (англ, killer - убийца), несущие функцию противоопухолевого надзора - разрушение собственных клеток организма, измененных вследствие мутаций, а также клеток, содержащих вирусы. В отличие от иммуных лимфоцитов, формирующихся в результате иммунного ответа, естественные киллеры распознают чужеродные агенты без пред­варительного контакта с ними.

Воспаление (сосудисто-клеточная реакция)- одна из филогенетически древних защитных реакций. В ответ на проникновение микробов формируется местный воспалительный очаг в результате сложных из­менений микроциркуляции, системы крови и клеток соединительной ткани. Воспалительная реакция способствует удалению микробов или задерживает их развитие и поэтому играет защитную роль. Но в ряде случаев, при повторном попадании агента, вызвавшего воспале­ние, оно может принять характер повреждающей реакции.

Фагоцитоз - процесс активного поглощения клетками организма микробов и других чужеродных частиц (греч. phagos - пожирающий + kytos - клетка), в том числе собственных погибших клеток организма. И.И. Мечников - автор фагоцитарной теории иммунитета - по­казал, что явление фагоцитоза - это проявление внутриклеточного пе­реваривания, которое у низших животных, например, у амеб, является способом питания, а у высших организмов фагоцитоз является меха­низмом защиты. Фагоциты освобождают организм от микробов, а так­же уничтожают старые клетки собственного организма.

По Мечникову, все фагоцитирующие клетки подразделяются на макрофаги и микрофаги. К микрофагам относятся полиморфноядерные гранулоциты крови: нейтрофилы, базофилы, эозинофилы. Макро­фаги - это моноциты крови (свободные макрофаги) и макрофаги раз­личных тканей организма (фиксированные) - печени, легких, соедини­тельной ткани.

Микрофаги и макрофаги происходят из единого предшественни­ка - стволовой клетки костного мозга. Гранулоциты крови - это зре-

лые короткоживущие клетки. Моноциты периферической крови - не­зрелые клетки и, выходя из кровяного русла, попадают в печень, селе­зенку, легкие и другие органы, где созревают в тканевые макрофаги.

Фагоциты выполняют разнообразные функции. Они поглощают и уничтожают чужеродные агенты: микробы, вирусы, отмирающие клетки самого организма, продукты распада тканей. Макрофаги при­нимают участие в формировании иммунного ответа, во-первых, путем презентации ( представления ) антигенных детерминант ( эпитопов на своей мембране и, во-вторых, пугем выработки биологически актив­ных веществ - интерлейкинов, которые необходимы для регуляции иммунного ответа.

В процессе фагоцитоза различают несколько стадий (рис. 12):

1) приближение и присоединение фагоцита к микробу - осуще­ствляется благодаря хемотаксису - передвижению фагоцита в направ­лении чужеродного объекта. Передвижение наблюдается вследствие понижения поверхностного натяжения клеточной мембраны фагоци­та и образования псевдоподий. Присоединение фагоцитов к микробу происходит благодаря наличию рецепторов на их поверхности,

2) поглощение микроба (эндоцитоз). Мембрана клетки проги­бается, образуется впячивание, в результате формируемся фагосома -фагоцитарная вакуоль. Этот процесс }сшшвается при участии ком­племента и специфических антител. Для фагоцитоза микробов, обладающих антифагоцитарной активностью, участие указанных факторов является необходимым;

3) внутриклеточная инактивация микроба. Фагосома сливается с лизосомой клетки, образуется фаголизосома, в которой накаплива­ются бактерицидные вещества и ферменты, в результате действия которых настутет гибель микроба;

4) переваривание микроба и других фагоцитированных частиц происходит в фаголизосомах.

Фагоцитоз, который при­водит к инактивации микро­ба, то есть включает в себя все четыре стадии, называет­ся завершенным. Незавершен­ный фагоцитоз не приводит к гибели и перевариванию мик­робов. Захваченные фагоцита­ми микробы выживают и даже размножаются внутри клетки (например, гонококки).

При наличии приобретен­ного иммунитета к данному микробу антитела-опсонины специфически усиливают фа­гоцитоз. Такой фагоцитоз называется иммунным. В отношении патогенных бактерий, обладающих антифагоцитарной активностью, например, стафилококков, фагоци­тоз возможен только после опсонизации.

Функция макрофагов не ограничивается только фагоцитозом. Мак­рофаги вырабатывают лизоцим, белковые фракции комплемента, уча­ствуют в формировании иммунного ответа: взаимодействуют с Т- и В-лимфоцитами, продуцируют интерлейкины, регулирующие иммунный ответ. В процессе фагоцитоза частицы и вещества самого организма, такие как отмирающие клетки и продукты распада тканей, перевари­ваются макрофагами полностью, то есть до аминокислот, моносаха-ридов и других соединений. /Чужеродные агенты, такие как микро­бы и вирусы, не могут быть полностью разрушены ферментами макро­фага. Чужеродная часть микроба (детерминантная группа- эпитоп) остается непереваренной, передается Т- и В- лимфоцитам, и таким образом начинается формирование иммунного ответа. Макрофаги продуцируют интерлейкины, регулирующие иммунный ответ.

Гуморальные факторы защиты. В крови, лимфе и других жидкостях организма (лат. humor - жидкость) находятся вещества, обладающие антимикробной активностью. К гуморальным факторам неспе­цифической защиты относятся: комплемент, лизоцим, бета-лизины, лейкины, противовирусные ингибиторы, нормальные антитела, интерфероны.

Комплемент - важнейший гуморальный защитный фактор крови, представляет собой комплекс белков, которые обозначаются как С1, С2, СЗ, С4, С5, ... С9. Вырабатываются клетками печени, макрофагами и нейтрофилами. В организме комплемент находится в неактивном со­стоянии. Активируясь, белки приобретают свойства ферментов.

Существуют два пути активации комплемента: классический и аль­тернативный.

Классический путь осуществляется с участием антител. К комплек­су антиген-антитело присоединяется фракция С1, затем последовательно С4, С2, СЗ, далее активируются С5, С6, С7, С8, С9. Каждая предыду­щая фракция вызываег активацию последующей. В результате такого "каскадного" процесса активации последние фракции приобретают способность лизировать микробы, эритроциты и др.

Альтернативный путь совершается без участия антител, под влия­нием антигена и начинается с активации С3.

Система комплемента осуществляет: 1) лизис клеток; 2) активацию фагоцитоза; 3) участие в реакции анафилаксии и в процессе воспале­ния; 4) участие в иммунном ответе.

Комплемент термолабилен, разрушается при 56°С в течение 30 ми­нут. Сыворотка крови, обработанная таким образом, называется инактивированной. Коммерческий препарат комплемента, применяемый в лаборатории, представляет собой сыворотку крови морской свинки. Выпускается в ампулах в лиофилизированном виде.

Лизоцим вырабатывается моноцитами крови и тканевыми макро­фагами, оказывает лизирующее действие на бактерии, термостабилен.

Бета-лизин выделяется тромбоцитами, обладает бактерицидными свойствами, термостабилен.

Нормальные антитела содержатся в крови, возникновение их не связано с заболеванием, они оказывают антимикробное действие, спо­собствуют фагоцитозу.

Интерферон - белок, вырабатываемый клетками в организме, а также культурами клеток. Интерферон подавляет развитие вируса в клетке. Явление интерференции заключается в том, что в клетке, зара­женной одним вирусом, вырабатывается белок, подавляющий разви­тие других вирусов. Отсюда название - интерференция (лат. inter - между + ferens - переносящий). Интерферон открыли А. Айзеке и Дж. Линденман в 1957 г.

Защитное действие интерферона оказалось неспецифическим в от­ношении вируса, так как один и тот же интерферон защищает клетки от разных вирусов. Но он обладает видовой специфичностью. Поэто­му в организме человека действует тот интерферон, который образо­ван клетками человека.

В дальнейшем было обнаружено, что синтез интерферона в клет­ках может быть индуцирован не только живыми вирусами, но и убиты­ми вирусами, бактериями. Индукторами интерферона могут быть не­которые лекарственные средства.

В настоящее время известно несколько интерферонов. Они не толь­ко препятствуют размножению вируса в клетке, но и задерживают рост опухолей и оказывают иммуномодулирующее действие, то есть норма­лизуют иммунитет.

Интерфероны разделяют на три класса: альфа-интерферон (лейкоци­тарный), бета-интерферон (фибробластный), гамма-интерферон (иммунный).

Лейкоцитарный а-интерферон продуцируют в организме в основ­ном макрофаги и В-лимфоциты. Донорский препарат альфа-интерферона получают в культурах донорских лейкоцитов, подвергнутых действию индуктора интерферона. Применяется как противовирусное средство.

Фибробластный бета-интерферон в организме продуцируют фибробласты и эпителиальные клетки. Препарат бета-интерферона получают в культурах диплоидных клеток человека. Обладает противовирусным и противоопухолевым действием.

Иммунный гамма-интерферон в организме продуцируют, в основном, Т-лимфоциты, стимулированные митогенами. Препарат гамма-интерферо-на получают в культуре лимфобластов. Обладает иммуностимулирую­щим действием: усиливает фагоцитоз и активность естественных килле­ров (NK-клеток).

Продукция интерферона в организме играет роль в процессе выз­доровления больного инфекционным заболеванием. При гриппе, на­пример, продукция интерферона возрастает в первые дни заболевания, в то время как титр специфических антител достигает максимума толь­ко к 3-й неделе.

Способность людей продуцировать интерферон выражена в разной степени. "Интерфероновый статус" (ИФН-статус) характеризует состояние системы интерферона:

1) содержание интерферонов в крови определяется по их действию на определенные виды вирусов;

2) способность лейкоцитов, полученных от пациента, вырабаты­вать интерферон в ответ на действие индукторов.

В лечебной практике применяют альфа-, бета-, гамма-интерфероны естест­венного происхождения. Получены также рекомбинантные (генноинженерные) интерфероны: реаферон и другие.

Эффективным в лечении многих заболеваний является применение индукторов, способствующих выработке в организме эндогенного ин­терферона.

Приобретенный иммунитет

В отличие от видового, приобретенный иммунитет формируется в ответ на действие генетически чужеродного агента (антигена), это антигензависимый иммунитет. Он специфичен по отношению к антигену. Так, человек, переболевший корью, приобретает иммунитет только против кори; человек, получивший прививку против дифтерии, приоб­ретает невосприимчивость только к дифтерии. Приобретенный имму­нитет не передается по наследству, он является индивидуальным.

Сила и продолжительность иммунного ответа регулируется генами иммунного ответа. Это Ir-гены (англ, immune - иммунный, response -ответ). Они кодируют образование la-белка, участвующего в иммун­ном ответе.

Виды и формы приобретенного иммунитета

В зависимости от способа формирования различают виды приоб­ретенного иммунитета (табл. 3).

Активный иммунитет вырабатывается организмом в ответ на ан­тиген. Вследствие перенесенного инфекционного заболевания выра­батывается активный естественный (постинфекционный) иммунитет. В ответ на введение вакцины или анатоксина - активный искусствен­ный (поствакцинальный) иммунитет. Под влиянием антигена в орга­низме происходит активная перестройка иммунной системы. В резуль­тате образуются антитела, которые соединяются с микробами или их токсинами, обезвреживая их или усиливая фагоцитоз. Постинфекци­онный иммунитет может быть пожизненным или длиться годами, как при кори, коклюше, брюшном тифе, дифтерии. Повторные забо­левания возможны, но редко. Непродолжителен иммунитет при грип­пе.

Поствакцинальный иммунитет формируется не сразу, а через не­которое время (дни, недели) после введения вакцины или анатоксина, сохраняется при применении живых вакцин несколько лет, убитых - до одного года.

Пассивно приобретенный иммунитет возникает, если организм по­лучает от другого, иммунного организма, готовые антитела. При вве­дении иммунных сывороток создается искусственный (постсывороточ­ный) иммунитет. Например, при лечении ребенка, больного дифтери­ей, путем введения ему сыворотки крови лошади, иммунизированной дифтерийным токсином. Пассивно приобретенный иммунитет, в отли­чие от активного, создается быстро, но сохраняется недолго.

Пассивный естественный иммунитет создается, когда антитела пе­редаются от матери плоду через плаценту (плацентарный иммунитет) или ребенку с материнским молоком Благодаря этому грудные дети в первые месяцы жизни невосприимчивы к некоторым инфекционным болезням, например, к кори, дифтерии.

При большинстве инфекций по мере развития невосприимчивости организм освобождается от микробов. Но при некоторых заболева­ниях, например, при туберкулезе, сифилисе иммунитет поддерживается сохранившимися в организме возбудителями Такой иммунитет назы­вают нестерильным.

Местный иммунитет - это особый вид защиты против внедрения в организм возбудителей инфекций, главным образом кишечных и воз­душно-капельных. Большую роль здесь играют неспецифические фак­торы и антитела, так называемые секреторные иммуноглобулины клас­са A (SIgA).

Различают виды иммунитета в зависимости от того, против чего он напрвлен. При антибактериальном иммунитете защитные силы орга­низма направлены на уничтожение бактерий, при антитоксическом -антитела-антитоксины нейтрализуют бактериальные экзотоксины. Этот вид иммунитета имеет большое значение при токсинемнческих инфекциях, таких, как дифтерия, столбняк, ботулизм, газовая анаэробная инфекция. Противовирусный иммунитет обеспечивает нейтрализа­цию вирионов или подавление их образования. Противоопухолевый иммунитет направлен против опухолей. Трансплантационный иммуни­тет возникает вследствие несовместимости тканей при транспланта­ции.

Антигены

Антигены (греч. anti - против, genos - рождение) - генетически чу­жеродные вещества, которые при попадании в организм вызывают им­мунный ответ. Специфические иммунные реакции, которые могут воз­никать в ответ на антиген, это: синтез антител, появление иммунных лимфоцитов, аллергические реакции, иммунологическая толерантность, иммунологическая память.