Сущность фагоцитоза можно описать буквально в нескольких словах. При этом процессе особые клетки-фагоциты «вычисляют», пожирают и переваривают вредные частицы, попавшие в организм, главным образом инфекции . Цель явления состоит в том, чтобы защитить нас от потенциальных патогенов, токсинов и так далее. А как именно осуществляется механизм фагоцитоза? Он проходит в несколько этапов, о которых будет подробнее рассказано ниже.

Этапы фагоцитоза:

Хемотаксис

Вредоносный объект проникает в организм, и он недолго остается там незамеченным. Этот объект, будь то бактерия, инородное тело или что-то еще, выделяет особые вещества (хемоаттрактанты) и прямо контактирует с кровью или тканями. Все это ставит организм в известность о присутствии внутри него агрессора.

Возникает каскад биохимических реакций. На первой стадии фагоцитоза тучные клетки выбрасывают в кровь специальные соединения, вызывающие реакцию воспаления. Начало воспалительного процесса «пробуждает» от состояния покоя макрофаги и другие клетки-фагоциты . Нейтрофилы, уловив присутствие хемоаттрактантов, быстро выходят из крови в ткани и спешат мигрировать к воспалительному очагу.

Сложно это описать, а еще сложнее себе это представить, но проникновение патогена в организм ведет к запуску настоящего эффекта домино, включающего сотни (!) различных физиологических явлений, проходящих на клеточном и субклеточном уровнях. Состояние иммунной системы на этом этапе фагоцитоза можно сравнить с состоянием потревоженного пчелиного улья, когда его многочисленные обитатели готовятся атаковать обидчика.

Адгезия

Последовательность фагоцитоза продолжается второй стадией - реакцией адгезии. Подошедшие к нужному месту фагоциты протягивают к патогену свои отростки, вступают с ним в контакт и распознают его. Они не спешат сразу нападать и вначале предпочитают убедиться, не ошибаются ли они на счет «чужака». Распознание вредоносного агента происходит при помощи особых рецепторов на поверхности мембран фагоцитов.

Активация мембраны

На третьей стадии фагоцитоза в клетках-защитниках происходят невидимые реакции, которые подготавливают их к захвату и уничтожению патогена.

Погружение

Мембрана фагоцита - это текучая, пластичная субстанция, которая может менять форму. Что она и делает, когда клетка сталкивается с вредоносным объектом. На фото видно, что фагоцит протягивает к чужеродной частице свои «щупальца». Потом он постепенно растекается вокруг нее, наползает на нее и полностью ее захватывает.

Образование фагосомы

Когда фагоцит охватывает частицу со всех сторон, его мембрана замыкается снаружи, а внутри клетки остается закрытый пузырек с атакованным объектом внутри. Таким образом, клетка как будто проглатывает частицу. Этот пузырек носит название фагосомы.

Формирование фаголизосомы (слияние)

Пока проходили другие этапы фагоцитоза, внутри фагоцита готовилось к использованию его оружие - органеллы-лизосомы, содержащие «пищеварительные» ферменты клетки. Как только бактерия или другой вредный объект оказался пленен клеткой-защитником, к ней приближаются лизосомы. Их мембраны сливаются с оболочкой, обволакивающей частицу, и их содержимое изливается внутрь этого «мешка».

Киллинг

Это самый драматичный момент во всем механизме фагоцитоза. Захваченный объект переваривается и расщепляется фагоцитом.

Удаление продуктов расщепления

Все, что осталось от убитой бактерии или другой переваренной частицы, удаляется из клетки. Бывшая фаголизосома, представляющая собой мешочек с продуктами деградации, подходит к наружной мембране фагоцита и сливается с ней. Так из клетки удаляются остатки поглощенного объекта. Последовательность фагоцитоза завершается.

От чего зависит успешность фагоцитоза?

Увы, не всегда весь описанный процесс проходит как по маслу. В некоторых случаях патоген оказывается сильнее фагоцитарного звена иммунитета , он перебарывает защиту, и человек заболевает. Еще Мечников замечал, что если на личинок и червей подействовать слишком большим количеством грибковых клеток, то зараженные организмы погибают.

Другая возможная причина неудачи - незавершенный фагоцитоз . Некоторые (часто очень опасные и заразные) возбудители защищены от переваривания фагоцитами. В результате они просто проникают внутрь них, живут там и развиваются, недоступные для других факторов защиты иммунитета. Ведь «нормальная» иммунная система не будет атаковать собственные же клетки, она не знает, что внутри них - опасный возбудитель…

Чтобы избежать «неудачного» фагоцитоза и обеспечить наилучшую иммунную защиту, рекомендуется принимать препарат Трансфер Фактор . Его информационные молекулы передают клеткам иммунитета сведения о том, как вести себя с самыми разными патогенами и как от них избавляться. В результате работа иммунитета налаживается, а это повышает его устойчивость к еще не возникшим болезням и эффективность излечения от уже развившихся.

Предварительные замечания. Явление фагоцитоза было открыто И. И. Мечниковым в 1883- 84 гг. Оно представляет собой захват чужеродных частиц определенными клетками организма с последующим их ферментативным разрушением. У человека способностью к фагоцитозу обладают дифференцированные клетки мононуклеарно-фагоцитарной системы (МФС, старое название - ретикуло-гистоцитарная система, РГС) и гранулоциты. Способность клеток к фагоцитозу у разных биологических видов существенно различается. Так, например, для полиморфно-ядерных лейкоцитов (ПМЯЛ) крупного рогатого скота характерна очень высокая активность фагоцитоза, для ПМЯЛ человека и лошади - средняя, а ПМЯЛ барана, морской свинки и кролика вообще лишены ее.

Процесс фагоцитоза можно разделить на 5 стадий.

1. Миграция фагоцитов к очагу инфекции (пассивная по кровотоку и активная за счет хемотаксиса).

2. Адгезия фагоцита с чужеродной частицей.

3. Поглощение чужеродной частицы в виде фагосомы.

4. Слияние фагосомы с лизосомами с образованием переваривающей вакуоли (фаголизосома).

5. Переваривание захваченного материала.

Предпосылкой фагоцитоза бактериальных клеток является их способность к адгезии. Подлежащий фагоцитозу материал вначале адсорбируется на поверхности фагоцита. В месте контакта с бактерией мембраны фагоцита формируют углубление, затем начинает образовываться псевдоподия, которая в конце концов полностью охватывает микроорганизм. Охватывающая микроорганизм часть мембраны отпочковывается в виде отдельной вакуоли (фагосома). Довольно часто можно наблюдать объединение нескольких фагосом в одну. Амебоидное движение фагоцита и захват им частиц объясняется частично электростатическими эффектами, частично структурными изменениями внутриклеточных коллоидов. Захваченные частицы, как правило, внутри фагосомы полностью разрушаются. Крайне редко наблюдается выталкивание микроба за пределы мембраны или его персистенция внутри вакуоли. Уже через несколько минут после захвата частицы лизосомы выбрасывают свое содержимое внутрь фагосомы, которая превращается таким образом в фаголизосому. Внутри ПМЯЛ наблюдаются 2 типа гранул, специфические и азурофильные. Азурофильные гранулы образуются на стадии програнулоцита; они берут начало от вогнутой поверхности пластинчатого комплекса. Они больше и плотней специфических гранул, в них содержится 90% активности миелопероксидазы и, кроме того, кислая фосфатаза, арилсульфатаза, β-глюкуронидаза, эстераза и 5"-нуклеотидаза. Специфические гранулы, как правило, не содержат миелопероксидазы, но в них находится почти весь лактоферрин и около 50% лизоцима клетки. Они образуются на выпуклой поверхности пластинчатого комплекса на стадии миелоцита. Иногда они сливаются с фагосомами раньше, чем азурофильные гранулы. Защитные механизмы фагоцита в настоящее время являются объектом многочисленных исследований, предварительные данные представлены в виде схемы.

1. Кислородозависимые механизмы
Пероксидазозависимые

Пероксидазонезависимые:

Образование супероксиданиона;

Перекись водорода;

Гидроксильные радикалы;

Атомарный кислород;

2. Кислородонезависимые механизмы

Кислоты;

Лизоцим;

Лактоферрин;

Кислые и нейтральные гидролазы;

Кислые белки.

В интактных ПМЯЛ существует много антимикробных систем. Некоторые микроорганизмы особенно чувствительны к кислоте, другие - к лизоциму. В целом антимикробная активность определяется совокупным действием различных механизмов защиты.

10. Микробные ферменты.

11. Понятие о чистой культуре.

12. Выделение и культивирование строгих анаэробов и микроаэрофильных бактерий.

13. Понятие об асептике, антисептике, стерилизации и дезинфекции.

14. Действие физических факторов на микроорганизм. Стерилизация.

15. Бактериофаг. Получение, титрование и практическое применение.

16. Фазы взаимодействия фага с клеткой. Умеренные фаги. Лизогения.

17. Генетический аппарат у бактерий. Генная идентификация пцр.

18. Генетические рекомбинации.

19. Нехромосомные генетические факторы.

20. Учение о микробном антагонизме. Антибиотики.

21. Определение чувствительности микробов к антибиотикам.

1. Метод диффузии в агар (метод дисков)

2.Методы разведения

22. Механизмы возникновения и распространения лекарственной устойчивости.

29.Микроскопические грибы.

30.Нормальная микрофлора тела.

31.Микрофлора кишечника.

32.Дисбактериоз кишечника у детей.

33.Морфология и ультраструктура вирусов.

34.Молекулярно-Генетическое разнообразие вирусов.

35. Методы культивирования вирусов.

36.Основные стадии репродукции вируса в клетке.

37. Типы взаимодействия вируса и клетки.

38. Вирусный онкогенез.

40. Природа прионов и прионовых болезней.

1.Понятие об инфекции и инфекционном заболевании.

2.Особенности внутриутробного инфекционного процесса.

3.Экзотоксины и Эндотоксины бактерий

4. Патогенность и вирулентность.

5.Формы инфекций.

6. Иммунная система.

7.Медиаторы иммунной системы.

8.Межклеточная кооперация в иммуногенезе.

9.Клонально-Селекционная теория иммунитета.

10. Иммунологическая память.

11.Иммунологическая толерантность.

12.Антигены.

13.Антигенная структура микробов.

14.Гуморальные и клеточные факторы неспецифической защиты.

15. Система комплемента.

16.Фагоцитарная реакция.

17. Гуморальный иммунный ответ.

18. Роль секреторных иммуноглобулинов в местном иммунитете у детей и взрослых. Иммунные факторы женского грудного молока.

19. Клеточный иммунный ответ.

20.Реакция антиген-антитело.

21. Монорецепторные агглютинирующие сыворотки.

22.Реакция агглютинации и ее варианты.

23. Реакция гемагглютинации.

24. Реакция преципитации.

25. Иммунолюминесцентный метод и его применение в диагностике инфекционных заболеваний.

26. Р-ции связывания комплимента. Р-ции иммунного гемолиза.

27. Твердофазный иммуноферментный анализ: принцип, применение для лабораторной диагностики инфекционных заболеваний (ифа)

28. Метод оценки иммунного статуса организма

29. Особенности иммунитета и неспецифической резистентности.

30. Система интерферона.

31. Аутоантигены. Аутоантитела. Природа аутоиммунной реакции.

32. Врожденные (первичные) и приобретенные (вторичные) иммунодефициты: этиология, проявления, диагностика

33. Гиперчувствительность замедленного типа (т-зависимая аллергия) Кожные аллергические реакции в диагностике инфекционных заболеваний

34. Гиперчувствительность немедленного типа (в-зависимая аллергия)

35. Живые вирусные вакцины. Применение в педиатрической практике.

36. Серотерапия, серопрофилактика. Предупреждение сывороточной болезни и анафилактического шока у детей.

37. Вакцинопрофилактика и вакцинотерапия.

38. Живая вакцина: получение, требование к вакцинным штаммам, достоинства и недостатки.

39. Убитые вакцины. Принцип получения. Химические вакцины.

40. Перечень вакцин для плановых профилактических прививок у детей. Оценка поствакцинального иммунитета

16.Фагоцитарная реакция.

Фагоцитоз - процесс активного поглощения, переваривания и инактивации инородных частиц специализированными клетками-фагоцитами.

Стадии фагоцитоза :

Хемотаксис - целенаправленное передвижение фагоцитов по градиенту концентрации особых биологически активных веществ – хемоаттрактантов.

Адгезия – прилипание к микробу. Опсонины (АТ, фибронектин, сурфактант) обволакивают микроорганизмы и существенно ограничивают их подвижность.

Эндоцитоз (поглощение). В результате образуется фагосома с заключенным внутри объектом фагоцитоза. К фагосоме устремляются лизосомы и выстраиваются по ее периметру.

Перериваривание. Слияние фагосомы с лизосомой с образованием фаголизосомы. Далее фагоцитированные микрооргаизмы подвергаются атаке кослородзависимых (перекиси, супероксид кислорода, цитохром b; образуются продукты, обладающие токсическим действием, повреждающие микроорганизмы и окружающие структуры) и кислороднезависимых (гранулы с лактоферрином, лизоцимом и др.; эти продукты вызывают повреждение клеточной стенки и нарушение некоторых метаболитических процессов) факторов.

Результат фагоцитоза.

Завершенный – гибель и разрушение микроорганизмов

Незавершенный – бактерии, снабженные капсулами или плотными гидрофобными клеточными стенками, устойчивы к действию лизосомальных ферментов; блокировка слияния фагосом и лизосом.

Типы фагоцитирующих клеток:

Макрофаги и дендритные клетки – профессиональные фагоциты и антигенпрезентирующие клетки

Микрофаги – полиморфноядерные лейкоциты (нейтрофилы) – только умеренный фагоцитоз

Моноциты крови мигрируют в ткани под влиянием цитотоксинов и превращаются в резидентные.

Макрофаги.Печень – купферовские клетки

Легкие – альвеолярные макрофаги

ЦНС – микроглиальные клетки

Костный мозг – остеокласты

Почка – мезангиальные клетки

Фагоцитируют микроорганизмы и процессируют (переваривают) их; представляют АГ Т-клеткам.

NK – естественные киллеры – не диффиринцируют АГ, антителонезависимые, работают только против клеток и реагируют только на клеточные факторы.

Показатели фагоцитоза:

Фагоцитарный показатель (фагоцитарная активность) – процент нейтрофилов, содержащих частицы микроорганизма

Фагоцитарное число (фагоцитарный индекс) – среднее число микроорганизмов, поглощенных одним фагоцитом.

17. Гуморальный иммунный ответ.

В гумаральных иммунных реакциях участвуют три клеточных типа: макрофаги (АГ-презентирующие клетки), Т-хелперы и В-лимфоциты

АГ-презентирующие клетки фагоцитируют микроорганизм и перерабатывают его, расщепляя на фрагменты (процессинг АГ). Фрагменты АГ выставляются на поверхность АГ-презентирующей клетки вместе с молекулой МНС. Комплекс АГ-молекула МНС2 предъявляется Т-хелперу. Распознание комплекса Т-хелпером стимулирует секрецию ИЛ-1 макрофагами.

Т-хелпер под действием ИЛ-1 синтезирует ИЛ-2 и рецепторы к ИЛ-2, последний по аутокринному механизму стимулирует пролиферацию Т-хелперов, а также ЦТЛ. Таким образом, после взаимодействия с АГ-презентирующей клеткой Т-хелпер преобретает способность отвечать на действие ИЛ-2 бурным размножением. Биологический смысл этого явления состоит в накоплении Т-хелперов, обеспечивающих образование в лимфоидных органах необходимого пула плазматических клеток, вырабатывающих АТ к данному АГ.

В-лимфоцит . Его активация предполагает прямое взаимодействие АГ с молекулой Ig на поверхности В-клетки. В этом случае сам В-лимфоцит перерабатывает АГ и представляет его фрагмент в связи с молекулой МНС2 на своей поверхности. Этот комплекс распознает Т-хелпер, отобранный при помощи того же АГ. Узнавание рецептором Т-хелпера комплекса АГ-МНС2 на поверхности В-лимфоцита приводит к секреции Т-хелпером ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5 и ИНФ-гамма, под действием которых В-клетка размножается, образуя клон плазматических клеток. Плазмоциты синтезируют АТ. Секрецию АТ стимулирует ИЛ-6, выделяемый активированным Т-хелпером. Часть зрелых В-лимфоцитов после антигеннезависимой дифференцировки циркулирует в организме в виде клеток памяти.

5 классов: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM; молекулы IgD, IgE, IgG представлены мономерами, IgM – пентамерами, молекула IgA в сыворотки крови - мономер, а в экскретируемых жидкостях (слюна, слезная жидкость) – димер

IgG: проникает через плаценту в организм плода, чтобы обеспечить формирование у плода пассивного иммунитета, после рождения ребенка содержание его в сыворотке крови падает и достигает минимальной концентрации к 3-4 мес., после чего начинает возрастать за счет накопления собственных IgG, достигая нормы к 7 годам. Обнаружение высоких титров IgG к Аг конкретного возбудителя указывает на то, что организм находится на стадии реконвалесценци или конкретное заболевание перенесено недавно.

IgM: его содержание значительно повышено у новорожденных, перенесших внутриутробную инфекцию. Наличие IgM в Аг конкретного возбудителя указывает на острый инфекционный процесс.

IgA: циркулирует в сыворотки крови, а также секретируется на поверхности эпителиев., присутствует в слюне, слезной жидкости, молоке. Молекулы IgA участвуют в реакциях нейтрализации и агглютинации возбудителей. Секреторные иммуноглобулины класса IgA (SIgA) отличаются от сывороточных наличием секреторного компонента, связанного с 2 или 3 мономерами IgA.

IgD: обнаруживают на поверхности развивающихся В-лимфоцитов, его содержание достигает максимума к 10 годам, некоторое увеличение титров отмечают при беременности, при бронхиальной астме, системной красной волчанке и у лиц с иммунодефицитами

IgE: синтезируется плазматическими клетками в бронхиальных и перитонеальных лимфатических узлах, в слизистой оболочке ЖКТ. IgE называются также реагинами, поскольку принимают участие анафилактических реакциях, обладая выраженной цитофильностью.

С 10-й недели внутриутробного развития начинается синтез IgM, с 12-й – IgG, с 30-й – IgA, но концентрация их невилика.

Защитная функция антител при инфекции:

Ат через Аг-связывающие центры взаимодействуют с различными Аг. Тем самым Ат предотвращают инфицирование или элиминируют возбудитель либо блокируют развитие патологических реакций, активируя при этом все системы специфической защиты.

Опсонизация (иммунный фагоцитоз) – Ат (через Fab-фрагменты) связываются с клеточной стенкой организма; Fc-фрагментом Ат взаимодействует с соответствующим рецептером фагоцита это опосредует последующее эффективное поглощение фагоцитом образовавшегося комплекса.

Антитоксический эффект – Ат могут связывать и, тем самым, инактивировать бактериальные токсины.

Активация комплимента – Ат (IgM, IgG) после связывания с Аг (микроорганизм, опухолевая клетка) активирует систему комплимента, что приводит к уничтожению этой клетки путем перфорации ее клеточной стенки, усиление хемотаксиса, хемокинеза и иммунного фагоцитоза

Нейтрализация – взаимодействуя с рецепторами клетки, связывающими бактерии или вирусы, Ат могут препятствовать адгезии и проникновению микроорганизмов в клетки организма-хозяина.

Циркулирующие иммунные комплексы – Ат связывают растворимые Аг и образуют циркулирующие комплексы, с помощью которых Аг выводятся из организма, преимущественно с мочой и желчью.

Антителозависимая цитотоксичность – опсонируя Аг, Ат стимулируют их разрушение цитотоксическими клетками. Аппарат, обеспечивающий распознавание мишеней – рецепторы к Fc-фрагментам Ат. Разрушать опсонированные мишени способны макрофаги и гранулоциты

Свойства антител:

Специфичность – способность антител вступать в реакцию только со специфическим антигеном, благодаря наличию антигенных детерминант на антигене и антигенных рецепторов (антидетерминант) на антителе.

Валентность – количество антидетерминант на антителе (обычно бивалентны);

Афинность, аффинитет – прочность соединения между детерминантой и антидетерминантой;

Авидность – прочность связи антитела с антигеном. Благодаря валентности осуществляется связь одного антитела с несколькими антигенами;

Гетерогенность – неоднородность, обусловлена наличием трех видов антигенных детерминант:

Изотипические – характеризуют принадлежность иммуноглобулина к определенному классу (IgA, IgG, IgM и др.);

Аллотипические – (внутривидовая специфичность) соответствуют аллельным вариантам иммуноглобулина (у гетерозиготных животных разные иммуноглобулины);

Идиотипические – отражают индивидуальные особенности иммуноглобулина (могут вызывать аутоиммунные реакции).

Возрастные особенности:

В постнатальном периоде наблюдается весьма существенная динамика по содержанию в крови детей иммуноглобулинов разных классов. Она связана с тем, что в течение первых месяцев жизни продолжается распад и удаление тех иммуноглобулинов класса в, которые были переданы трансплацентарно от матери.

В течение первых 4-6 мес материнские иммуноглобулины полностью разрушаются и начинается синтез собственных иммуноглобулинов.

Фагоцитоз - процесс, при котором специально предназначенные для этого клетки крови и тканей организма (фагоциты) захватывают и переваривают твёрдые частицы. Стадии фагоцитоза: 1. Приближение (хемотаксис) - активное движение к химическим раздражителям – продуктам жизнедеятельности микроорганизмов, веществам, образующимся в результате взаимодействия антигена с антителом; 2. Прилипание. Фагоциты способны образовывать тонкие цитоплазматические выпячивания, которые выбрасываются по направлению к объекту фагоцитоза и с помощью которых осуществляется прилипание. Определённое значение при этом имеет поверхностный заряд лейкоцитов. Лейкоциты с отрицательным зарядом лучше прилипают к объекту с положительным зарядом; 3. Поглощение объекта. Поглощение объекта лейкоцитами может происходить двумя способами: 1) контактирующий с объектом участок цитоплазмы втягивается внутрь клетки, а вместе с ним втягивается и объект; 2) фагоцит прикасается к объекту своими длинными и тонкими псевдоподиями, а потом все телом подтягивается в сторону объекта и обволакивает его. В обоих случаях инородная частица окружена цитоплазматической мембраной и вовлечена внутрь клетки. В итоге образуется своеобразный мешочек с инородным телом (фагосома). 4. Переваривание. Лизосома приближается к фагосоме, их мембраны сливаются, образуя единую вакуоль, в которой находятся поглощённая частица и лизосомальные ферменты (фаголизосома). В фаголизосомах устанавливается оптимальная для действия ферментов реакция (рН около 5,0) и начинается переваривание поглощённого объекта.Однако одни ферменты не могут обеспечить достаточного киллерного действия. Эффективность фагоцитоза возрастает, когда в процесс подключается так называемая кислородная система В норме лейкоциты черпают энергию в основном вследствие гликолиза. При фагоцитозе повышается потребление кислорода, причём столь резкое, что его принято называть «респираторным взрывом». Смысл столь резкого (до 10 раз) повышения потребления кислорода состоит в том, что он используется для борьбы с микроорганизмами. Заимствованный из среды кислород активируется путём частичного восстановления. При этом образуется перекись водорода и свободные радикалы. Эти высокоактивные соединения вызывают перекисное окисление липидов, белков, углеводов и при этом повреждают построенные из этих веществ клеточные структуры микроорганизмов. Кислородный механизм пускается в ход, когда рецептор фагоцита приходит в контакт с объектом фагоцитоза. У фагоцитов имеются и другие, не связанные с кислородом, механизмы борьбы с микроорганизмами. К ним относятся: а) лизоцим, который разрушает мембраны бактерий; б) лактоферрин, конкурирующий за ионы железа; в) катионные белки, нарушающие структуру мембран микроорганизмов. Опсонизация - процесс взаимодействия опсонинов с бактериями, в ходе которого последние становятся более восприимчивыми к действию фагоцитов. Обладая рецепторами к опсонизирующим белкам комплемента, которые прикрепились к поверхности мишеней (микробов, иммунных комплексов и др.), фагоцитарные клетки связывают эти мишени и активируются, что приводит к эндоцитозу или фагоцитозу мишеней. Процесс О. осуществляется также соответствующими специфическими антителами, взаимодействующими с антигенными эпитопами бактерий, вирусов, токсинов. В этом случае опсонизированный антиген прикрепляется к фагоцитирующей клетке через взаимодействие с поверхностными рецепторами (Fc-рецепторы) клетки к Fc-фрагменту иммуноглобулинов. Этим же фрагментом антитела могут взаимодействовать и с фагоцитами, благодаря чему клетки возбудителя будут ими разрушены.

Тема: « Учение об иммунитете. Неспецифические факторы защиты».

Иммунитет – это способ защиты организма от генетически чужеродных веществ – антигенов экзогенного и эндогенного происхождения, направленный на поддержание и сохранение гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, биологической (антигенной) индивидуальности каждого организма и вида в целом.

Такое определение подчеркивает:

что иммунология изучает способы и механизмы защиты от любых генетически чужеродных для данного организма антигенов, будут они микробного, животного или другого происхождения;

что механизмы иммунитета направлены против антигенов, которые могут проникать в организм, как из вне, так и формироваться в самом организме;

что система иммунитета направлена на сохранение и поддержание генетически детерменированной антигенной индивидуальности каждой особи, каждого вида в целом

Иммунная защита о биологической агрессии достигается триадой реакций , включающей:

распознавание чужеродных и измененных собственных макромолекул (АГ)

удаление из организма АГ и несущих их клеток.

запоминание контакта с конкретными АГ, определяющее их ускоренное удаление при повторном поступлении в организм.

Основоположники иммунологии:

Луи Пастер – принцип вакцинации.

И. И. Мечников – учение о фагоцитозе.

Пауль Эрлих – гипотеза об антителах.

О важности иммунологии как науки свидетельствует то, что авторы многих открытий отмечены Нобелевской премией.

Факторы неспецифической резистентности организма

В неспецифической защите от микробом и антигенов важную роль, как указывалось выше, играют три барьера : 1) механический, 2) физико-химический и 3) иммунобиологический. Основными защитными факторами этих барьеров являются кожа и слизистые оболочки, ферменты, фагоцитирующие клетки, комплемент, интерферон, ингибиторы сыворотки крови.

Кожа и слизистые оболочки

Многослойный эпителий здоровой кожи и слизистых оболочек обычно непроницаем для микробов и макромолекул. Однако при малозаметных микроповреждениях, воспалительных изменениях, укусах насекомых, ожогах и травмах через кожу и слизистые не могут проникать микробы и макромолекулы. Вирусы и некоторые бактерии могут проникать в макроорганизм межклеточно, через клеточно и с помощью фагоцитов, переносящих поглощенных микробов через эпителий и слизистых оболочек. Свидетельством этому является инфицирование в естественных условиях через слизистые верхних дыхательных путей, легких, желудочно-кишечного трактат урогенитального тракта, а также возможность пероральной и ингаляционной иммунизации живыми вакцинами, когда вакцинный штамм бактерий и вирусов проникает через слизис­тые оболочки желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей.

Физико-химическая защита

На чистой и неповрежденной коже обычно держится мало микробов, так как потовые и сальные железы постоянно выделяют на ее поверхность вещества, обладающие бактерицидным действием (уксусная, муравьиная, молочная кислоты).

Желудок также является барьером для проникающих перорально бактерий, вирусов, антигенов, так как последние инактивируются и разрушаются под влиянием кислого содер­жимого желудка (рН 1,5-2,5) и ферментов. В кишечнике инактивирующими факторами служат ферменты и бактериоцины, образуемые нормальной микробной флорой кишечника, а также трипсин, панкреатин, липаза, амилазы и желчь.

Иммунобиологическая защита

Фагоцитоз

Фагоцитоз (от греч. phagos - пожираю, cytos - клетка), открытый и изученный И. И. Мечниковым, является одним из ос­новных мощных факторов, обеспечивающих резистентность организма, защиту от инородных веществ, в том числе микробов. Это наиболее древняя форма иммунной защиты, которая появилась уже у кишечнополостных.

Механизм фагоцитоза состоит в поглоще­нии, переваривании, инактивации инород­ных для организма вешеств специализиро­ванными клетками - фагоцитами.

И. И. Мечников к фагоцитирующим клет­ кам отнес макрофаги и микрофаги. Наиболее изучены и численно преобладающие это моноциты крови и образующиеся из них макрофаги тканей. Длительность пребывания моноцитов в кровотоке составляет 2-4 сут. После этого они мигрируют в ткани, превращаясь в макрофаги. Продолжительность жизни макрофагов – от 20 сут до 7 мес (речь идет о различных субпопуляциях тканевых макрофагов); в большинстве это – 20 -40 дней.

Макрофаги крупнее моноцитов из-за распластанной формы. Макрофаги подразделяются на резидентные (стабильно локализующиеся в определенных тканях) и подвижные (мобилизуемые в очаг воспаления) В на­стоящее время все фагоциты объединены в единую мононуклеарную фагоцитирующую систему :

В нее включены тканевые макрофаги (альвеолярные, перитонеальные и др.), клет­ ки Лангерганса и Гренстейна (эпидермоциты кожи), клетки Купфера (звездчатые ретикулоэндотелиоциты), эпителиоидные клетки, нейтрофилы и эозинофилы крови и некото­рые другие.

Основные функции фагоцитов .

удаляют из ор­ганизма отмирающие клетки и их структуры (эритроциты, раковые клетки);

удаляют неметабилизируемые неорганические вещества, попадающие во внутреннюю среду организма тем или иным путем (например, частички угля, минеральную и другую пыль, проника­ющую в дыхательные пути);

поглощают и инактивируют микробы (бактерии, вирусы, грибы), их останки и продукты;

синтези­руют разнообразные биологически активные вещества, необходимые для обеспечения резистентности организма (некоторые компо­ненты комплемента, лизоцим, интерферон, интерлейкины и др.);

участвуют в регу­ляции иммунной системы;

осуществляют «ознакомление» Т-хелперов с антигенами, т. е. участвуют в кооперации иммунокомпетентных клеток.

Следовательно, фагоциты являются, с од­ной стороны, своеобразными «мусорщика­ми», очищающими организм от всех ино­родных частиц независимо от их природы и происхождения (неспецифическая функ­ция), а с другой стороны, участвуют в про­цессе специфического иммунитета путем представления антигена иммунокомпетентным клеткам (Т~ лимфоцитам) и регуляции и к активности.

Стадии фагоцитоза . Процесс фагоцитоза, т. е. поглощения инородного вещества клетка­ми, имеет несколько стадий:

приближение фагоцита к объекту поглощения (хемотаксис);

адсорбция п оглощаемого вещества на по­верхности фагоцита;

поглощение вещества путем инвагинации клеточной мембраны с об­разованием в протоплазме фагосомы (вакуоли, пузырьки), содержащей поглощенное вещест­во;

слияние фагосомы с лизосомой клетки с образованием фаголизосомы;

активация лизосомальных ферментов и переваривание вещества в фаголизосоме с их помощью.

Особенности физиологии фагоцита . Для осу­ществления своих функций фаго­циты располагают обширным набором литических ферментов, а также продуцируют перекисные и N0" ион-радикалы, которые могут поражать мембрану (или стенку) клетки на расстоянии или после фагоцитирования. На цитоплазматической мембране находятся рецепторы к компонентам комплемента, Fc-фрагментам иммуноглобулинов, гистамину, а также антигены гистосовместимости I и II класса. Внутриклеточные лизосомы содержат до 100 различных ферментов, способных «пе­реварить» практически любое органическое вещество.

Фагоциты имеют развитую поверхность и очень подвижны. Они способны активно пе­ремещаться к объекту фагоцитоза по гради­енту концентрации особых биологически ак­тивных веществ - хемоаттрактантов. Такое передвижение получило название хемотаксис (от греч. chymeia - искусство сплавления металлов и taxis - расположение, построе­ние). Это АТФ-зависимый процесс, в кото­ром участвуют сократительные белки актин и миозин. К числу хемоаттрактантов относятся, например, фрагменты компонентов компле­мента (СЗа и С5а), лимфокины ИЛ-8 и др., продукты распада клеток и бактерий, плюс измененный эпителий кровеносного сосуда в месте воспаления. Как известно, ранее других клеток в очаг воспаления мигрируют нейтрофилы, существенно позже туда поступают макрофаги. Однако скорость хемотаксического перемещения одинакова. Различия связаны с разным набором факторов, служащих для них хемоаттрактантами, с более быстрой начальной реакцией нейтрофилов (запуск хемотаксиса), а также присутствие нейтрофилов в пристеночном слое сосудов (т.е. их готовность к проникновению в ткани)

Адсорбция вещества на поверхности фа­гоцита осуществляется за счет слабых хи­мических взаимодействий и происходит ли­бо спонтанно, неспецифически, либо путем связывания со специфическими рецепторами (к иммуноглобулинам, компонентам компле­мента). Мембранные структуры, взаимодействующие при контакте фагоцитов с клетками мишенями (в частности, опсонины на поверхности микробной клетки и их рецепторы на поверхности фагоцита), расположены равномерно на взаимодействующих клетках. Это создает условия для последовательного обхвата частицы псевдоподиями, что тотально вовлекает в процесс всю поверхность фагоцита и приводит к поглощению частицы вследствие замыкания мембраны по принципу «застежки молнии». «Захват» фагоцитом вещества вызыва­ет выработку большого количества перекисных радикалов («кислородный взрыв») и N0", которые вызывают необратимые, летальные повреждения как цельных клеток, так и отде­льных молекул.

Поглощение адсорбированного на фаго­ците вещества происходит путем эндоцито за. Это энергозависимый процесс, связан­ный с преобразованием энергии химических связей молекулы АТФ в сократительную ак­тивность внутриклеточного актина и мио­зина. Окружение фагоцитируемого вещества бислойной цитоплазматической мембраной и образование изолированного внутриклеточ­ного пузырька - фагосомы напоминает «за­стегивание молнии». Внутри фагосомы про­должается атака поглощенного вещества активными радикалами. После слияния фа­госомы и лизосомы и образования в цитоп­лазме фаголизосомы происходит активация лизосомальных ферментов, которые разру­шают поглощенное вещество до элементар­ных составляющих, пригодных для дальней­шей утилизации для нужд самого фагоцита.

В фаголизосоме существует несколько систем факторов бактерицидности :

факторы, требующие участия кислорода

азотистые метаболиты

активные субстанции, в том числе и ферменты

локальное закисление.

Одной из основных форм разрушения микроорганизма внутри макрофага – это кислородный взрыв . Кислородный, или дыхательный взрыв – это процесс образования продуктов частично восстановленного кислорода, свободных радикалов, перекисей и других продуктов, обладающих высокой антимикробной активностью. Эти процессы развиваются в течение секунд, что и определило их обозначение как «взрыв». Обнаружены различия между КВ нейтрофилов и макрофагов , в первом случаи реакция более кратковременная, но интенсивнее, она приводит к большому накоплению перекиси водорода и не зависит от синтеза белков, во втором случаи она более длительная, но подавляется ингибитором синтеза белка циклогексидином.

Окись азота и радикал NO (особенно важно при разрушении микобактерий).

Ферментативное расщепление вещества может также происходить внеклеточно при выходе ферментов за пределы фагоцита.

Затрудняется поступление в микробную клетку питательных веществ в следствии снижения ее электронного потенциала. В кислой среде повышается активность ферментов.

Фагоциты, как правило, «переваривают» за­хваченные бактерии, грибы, вирусы, осущест­вляя таким образом завершенный фагоцитоз. Однако в ряде случаев фагоцитоз носит неза­вершенный характер : поглощенные бактерии (например, иерсинии) или вирусы (например, возбудитель ВИЧ-инфекции, натуральной оспы) блокируют ферментативную активность фагоцита, не погибают, не разрушаются и да­же размножаются в фагоцитах. Такой процесс получил название незавершенный фагоцитоз.

Небольшой олигопептид может быть эндоцитирован фагоцитом и после процессинга (т. е. ограниченного протеолиза) включен в состав молекулы антигена гистосовметимо ти II класса. В составе сложного макромолекулярного комплекса олигопептид выставля­ется (экспрессируется) на поверхности клетки для «ознакомления» с ним Т-хелперов.

Фагоцитоз активируется под влиянием антител-опсонинов, адъювантами, компле­ментом, иммуноцитокинами (ИЛ-2) и дру­гими факторами. Механизм активирующего действия опсонинов основан на связывании комплекса антиген-антитело с рецепторами к Fc-фрагментам иммуноглобулинов на по­верхности фагоцитов. Аналогичным образом действует комплемент, который способствует связыванию на специфических для него ре­цепторах фагоцита (С-рецепторах) комплекса антиген-антитело. Адъюванты укрупняют мо­лекулы антигена и таким образом облегчают процесс его поглощения, так как интенсив­ность фагоцитоза зависит от величины погло­щаемой частицы.

Активность фагоцитов характеризуется фа­ гоцитарными показателями и опсоно-фагоци тарным индексом.

Фагоцитарные показатели оцениваются числом бактерий, поглощенных или «переваренных» одним фагоцитом в еди­ницу времени, а опсонофагоцитарный индекс представляет отношение фагоцитарных пока­зателей, полученных с иммунной, т. е. содер­жащей опсонины, и неиммунной сывороткой. Эти показатели используются в клинической практике для определения иммунного статуса индивидуума.

Секреторная активность макрофагов. Т акая активность свойственна преимущественно активированным фагоцитирующим клеткам, но по крайней мере макрофаги выделяют субстанции (лизоцим, простагландин Е2) спонтанно. Активность выражается в двух формах :

1 . выброс содержимого гранул (для макрофагов лизосом), т.е. дегрануляция .

2 . секреция с участием ЭПР и аппарата Гольджи.

Дегрануляция свойственна всем основным фагоцитирующим клеткам, а второй тип исключительно макрофагам.

С остав гранул нейтрофилов разделен на две части, одни действуют при нейтральных или щелочных значения ph, другая кислые гидролазы.

Главная особенность макрофагов в сравнение с нейтрофилами, это значительно более выраженная секреция, не связанная с дегрануляцией.

Макрофаги спонтанно секретируют : лизоцим, компаненты комплимента, ряд ферментов (например, эластазу), фибронектин, апопротеин А и липопротеиновую липазу. При активизации значительно увеличивается секреция: С2, С4, фибронектина, активатора плазминогена, включается синтез цитокинов (ИЛ1, 6 и 8), ФНОα, интерферонов α, β, гормонов и др.

Активация макрофагов приводит к процессам дегрануляции фагосом и лизосом с выделение продуктов, аналогичных тем, которые выделяются при дегрануляции нейтрофилов. Комплекс этих продуктов обуславливает внеклеточный бактериолиз и цитолиз, а так же переваривание компонентов разрушенных клеток. Однако внеклеточная бактерицидная активность у макрофагов выражена слабее, чем у нейтрофилов . Макрофаги не вызывают массированного аутолиза, приводящего к формированию гноя.