Попередні зауваження.Явище фагоцитозу було відкрито І. І. Мечникова в 1883-84 рр.. Воно є захопленням чужорідних частинок певними клітинами організму з подальшим їх ферментативним руйнуванням. У людини здатність до фагоцитозу мають диференційовані клітини мононуклеарно-фагоцитарної системи (МФС, стара назва - ретикуло-гістоцитарна система, РГС) та гранулоцити. Здатність клітин до фагоцитозу в різних біологічних видів значно відрізняється. Так, наприклад, для поліморфно-ядерних лейкоцитів (ПМЯЛ) великої рогатої худоби характерна дуже висока активність фагоцитозу, для ПМЯЛ людини та коня - середня, а ПМЯЛ барана, морської свинки та кролика взагалі позбавлені її.

Процес фагоцитозу можна поділити на 5 стадій.

1. Міграція фагоцитів до осередку інфекції (пасивна по кровотоку та активна за рахунок хемотаксису).

2. Адгезія фагоциту із чужорідною часткою.

3. Поглинання чужорідної частки як фагосомы.

4. Злиття фагосоми з лізосомами з утворенням вакуолі, що перетравлює (фаголізосома).

5. Перетравлення захопленого матеріалу.

Причиною фагоцитозу бактеріальних клітин є їхня здатність до адгезії. Матеріал, що підлягає фагоцитозу, спочатку адсорбується на поверхні фагоциту. У місці контакту з бактерією мембрани фагоциту формують поглиблення, потім починає утворюватися псевдоподія, яка повністю охоплює мікроорганізм. Частина мембрани, що охоплює мікроорганізм, відбруньковується у вигляді окремої вакуолі (фагосома). Досить часто можна спостерігати поєднання кількох фагосом в одну. Амебоїдний рух фагоциту та захоплення ним частинок пояснюється частково електростатичними ефектами, частково структурними змінами внутрішньоклітинних колоїдів. Захоплені частки, зазвичай, всередині фагосоми повністю руйнуються. Вкрай рідко спостерігається виштовхування мікроба за межі мембрани або його персистенція всередині вакуолі. Вже через кілька хвилин після захоплення частинки лізосоми викидають свій вміст усередину фагосоми, яка перетворюється таким чином на фаголізосому. Усередині ПМЯЛ спостерігаються 2 типи гранул, специфічні та азурофільні. Азурофільні гранули утворюються на стадії програнулоциту; вони беруть початок від увігнутої поверхні пластинчастого комплексу. Вони більші і щільніші за специфічні гранули, в них міститься 90% активності мієлопероксидази і, крім того, кисла фосфатаза, арилсульфатаза, β-глюкуронідаза, естераза і 5"-нуклеотидаза. Специфічні гранули, як правило, не містять мієлопероксидази, але в них весь лактоферин і близько 50% лізоциму клітини.Вони утворюються на опуклій поверхні пластинчастого комплексу на стадії мієлоциту.Іноді вони зливаються з фагосомами раніше, ніж азурофільні гранули.Захисні механізми фагоциту в даний час є об'єктом численних досліджень, попередні дані представлені у вигляді схеми.

1. Киснезалежні механізми
Пероксидазозалежні

Пероксидазонозалежні:

Освіта супероксиданіону;

Перекис водню;

Гідроксильні радикали;

Атомарний кисень;

2. Кисневонезалежні механізми

Кислоти;

Лізоцим;

Лактоферін;

Кислі та нейтральні гідролази;

Кислі білки.

В інтактних ПМЯЛ існує багато антимікробних систем. Деякі мікроорганізми особливо чутливі до кислоти, інші – до лізоциму. Загалом антимікробна активність визначається сукупною дією різних механізмів захисту.

Сутність фагоцитозу можна описати буквально кількома словами. У цьому процесі особливі клітини-фагоцити «обчислюють», пожирають і перетравлюють шкідливі частки, які у організм, переважно інфекції . Мета явища полягає в тому, щоб захистити нас від потенційних патогенів, токсинів тощо. А як саме здійснюється механізм фагоцитозу? Він проходить у кілька етапів, про які буде детальніше розказано нижче.

Етапи фагоцитозу:

Хемотаксис

Шкідливий об'єкт проникає в організм, і він недовго залишається там непоміченим. Цей об'єкт, чи то бактерія, стороннє тіло чи щось інше, виділяє особливі речовини (хемоаттрактанти) і прямо контактує з кров'ю чи тканинами. Все це повідомляє організм про присутність всередині нього агресора.

Виникає каскад біохімічних реакцій. На першій стадії фагоцитозу опасисті клітини викидають у кров спеціальні сполуки, що викликають реакцію запалення. Початок запального процесу «пробуджує» від стану спокою макрофаги та інші клітини-фагоцити. Нейтрофіли, вловивши присутність хемоаттрактантів, швидко виходять із крові в тканини і поспішають мігрувати до запального вогнища.

Складно це описати, а ще складніше собі це уявити, але проникнення патогену в організм веде до запуску справжнього ефекту доміно, що включає сотні (!) Різних фізіологічних явищ, що проходять на клітинному та субклітинному рівнях. Стан імунної системи цьому етапі фагоцитозу можна порівняти зі станом потривоженого бджолиного вулика, що його численні жителі готуються атакувати кривдника.

Адгезія

Послідовність фагоцитозу продовжується другою стадією – реакцією адгезії. Фагоцити, що підійшли до потрібного місця, простягають до патогену свої відростки, вступають з ним в контакт і розпізнають його. Вони не поспішають відразу нападати і спочатку вважають за краще переконатися, чи не помиляються вони на рахунок «чужинця». Розпізнання шкідливого агента відбувається з допомогою спеціальних рецепторів лежить на поверхні мембран фагоцитів.

Активація мембрани

На третій стадії фагоцитозу в клітинах-захисниках відбуваються невидимі реакції, які готують їх до захоплення та знищення патогену.

Занурення

Мембрана фагоциту – це текуча, пластична субстанція, яка може змінювати форму. Що вона і робить, коли клітина стикається зі шкідливим об'єктом. На фото видно, що фагоцит простягає до чужорідної частки свої щупальця. Потім він поступово розтікається навколо неї, наповзає на неї і її повністю захоплює.

Освіта фагосоми

Коли фагоцит охоплює частинку з усіх боків, його мембрана замикається зовні, а всередині клітини залишається закрита бульбашка з атакованим об'єктом усередині. Таким чином, клітина начебто ковтає частинку. Ця бульбашка носить назву фагосоми.

Формування фаголізосоми (злиття)

Поки проходили інші етапи фагоцитозу, всередині фагоциту готувалася до використання його зброя – органели-лізосоми, що містять «травні» ферменти клітини. Як тільки бактерія або інший шкідливий об'єкт виявився полонений клітиною-захисником, до неї наближаються лізосоми. Їхні мембрани зливаються з оболонкою, що обволікає частинку, і їх вміст виливається всередину цього «мішка».

Кіллінг

Це найдраматичніший момент у всьому механізмі фагоцитозу. Захоплений об'єкт перетравлюється та розщеплюється фагоцитом.

Видалення продуктів розщеплення

Все, що залишилося від убитої бактерії або іншої перевареної частинки, видаляється з клітини. Колишня фаголізосома, що є мішечком з продуктами деградації, підходить до зовнішньої мембрани фагоциту і зливається з нею. Так із клітини видаляються залишки поглиненого об'єкта. Послідовність фагоцитозу завершується.

Від чого залежить успішність фагоцитозу?

На жаль, не завжди весь описаний процес проходить як по маслу. У деяких випадках патоген виявляється сильнішим за фагоцитарну ланку імунітету, він переборює захист, і людина хворіє. Ще Мечников помічав, що й на личинок і черв'яків вплинути занадто багато грибкових клітин, то заражені організми гинуть.

Інша можлива причина невдачі - незавершений фагоцитоз. Деякі (часто дуже небезпечні та заразні) збудники захищені від перетравлення фагоцитами. В результаті вони просто проникають всередину, живуть там і розвиваються, недоступні для інших факторів захисту імунітету. Адже «нормальна» імунна система не атакуватиме власні ж клітини, вона не знає, що всередині них – небезпечний збудник.

Щоб уникнути «невдалого» фагоцитозу та забезпечити найкращий імунний захист, рекомендується приймати препарат Трансфер Фактор. Його інформаційні молекули передають клітинам імунітету відомості про те, як поводитися з різними патогенами і як їх позбуватися. В результаті робота імунітету налагоджується, а це підвищує його стійкість до хвороб, що ще не виникли, і ефективність лікування від вже розвинених.

Фагоцитоз - процес, у якому спеціально призначені при цьому клітини крові та тканин організму (фагоцити) захоплюють і перетравлюють тверді частки. Стадії фагоцитозу: 1. Наближення (хемотаксис) – активний рух до хімічних подразників – продуктів життєдіяльності мікроорганізмів, речовин, що утворюються внаслідок взаємодії антигену з антитілом; 2. Прилипання. Фагоцити здатні утворювати тонкі цитоплазматичні випинання, які викидаються у напрямку до об'єкта фагоцитозу та за допомогою яких здійснюється прилипання. Певне значення має при цьому поверхневий заряд лейкоцитів. Лейкоцити з негативним зарядом краще прилипають до об'єкта із позитивним зарядом; 3. Поглинання об'єкта. Поглинання об'єкта лейкоцитами може відбуватися двома способами: 1) контактуюча з об'єктом ділянка цитоплазми втягується всередину клітини, а разом з ним втягується об'єкт; 2) фагоцит торкається об'єкта своїми довгими і тонкими псевдоподиями, та був усе тілом підтягується убік об'єкта і обволікає його. В обох випадках стороння частка оточена цитоплазматичною мембраною і залучена всередину клітини. Через війну утворюється своєрідний мішечок з чужорідним тілом (фагосома). 4. Перетравлення. Лізосома наближається до фагосоми, їх мембрани зливаються, утворюючи єдину вакуолю, в якій знаходяться поглинена частка та лізосомальні ферменти (фаголізосома). У фаголізосомах встановлюється оптимальна для дії ферментів реакція (рН близько 5,0) і починається перетравлення поглиненого об'єкта. Проте одні ферменти не можуть забезпечити достатньої кілерної дії. Ефективність фагоцитозу зростає, коли процес підключається так звана киснева система У нормі лейкоцити черпають енергію в основному внаслідок гліколізу. При фагоцитозі підвищується споживання кисню, причому настільки різке, що його називають «респіраторним вибухом». Сенс настільки різкого (до 10 разів) підвищення споживання кисню у тому, що він використовується боротьби з мікроорганізмами. Запозичений із середовища кисень активується шляхом часткового відновлення. При цьому утворюється перекис водню та вільні радикали. Ці високоактивні сполуки викликають перекисне окиснення ліпідів, білків, вуглеводів і ушкоджують побудовані з цих речовин клітинні структури мікроорганізмів. Кисневий механізм пускається, коли рецептор фагоциту приходить у контакт з об'єктом фагоцитозу. У фагоцитів є й інші, які пов'язані з киснем, механізми боротьби з мікроорганізмами. До них відносяться: а) лізоцим, що руйнує мембрани бактерій; б) лактоферин, який конкурує за іони заліза; в) катіонні білки, що порушують структуру мембран мікроорганізмів. Опсонізація - процес взаємодії опсонінів з бактеріями, під час якого останні стають сприйнятливішими до дії фагоцитів. Маючи рецептори до опсонізуючих білків комплементу, які прикріпилися до поверхні мішеней (мікробів, імунних комплексів та ін.), фагоцитарні клітини зв'язують ці мішені та активуються, що призводить до ендоцитозу або фагоцитозу мішеней. Процес О. здійснюється також відповідними специфічними антитілами, що взаємодіють з антигенними епітопами бактерій, вірусів, токсинів. У цьому випадку опсонізований антиген прикріплюється до фагоцитуючої клітини через взаємодію з поверхневими рецепторами (Fc-рецептори) клітини до Fc-фрагменту імуноглобулінів. Цим же фрагментом антитіла можуть взаємодіяти з фагоцитами, завдяки чому клітини збудника будуть ними зруйновані.

Імунітет- це спосіб захисту організму від живих тіл та речовин, що несуть на собі ознаки генетично чужорідної інформації.

Імунітет- цілісна система біологічних механізмів самозахисту організму.

За допомогою імунітету розпізнається та знищується все чужорідне. Чужорідне – не своє, генетичні поділу між речовинами.

Завдання - підтримка структурної цілісності організму. Забезпечує

1. Збереження гомеостазу
2. Збереження функціональної структурної цілісності організму
3. Збереження біологічної особливості організму.
4. Знищується клітини, які генетично відрізняються від клітин організму.

Імунологія- наука про організми, молекули імунної системи. Вивчає структурну функцію імунітету та реакцію імунітету на чужорідні антитіла. Вивчає послідовність імунної відповіді та способи впливу на неї.

Розвиток імунології

Основоположник – праці Мечникова 1883 рік. Створив фагоцитарну теорію імунітету, 1897 - Ерліх створив гуморальну теорію імунітету, 1908 - отримання ноб. Премії за теорію.

Емпірично було запропоновано вакцини (до цього звук).

Дженер - вакцина проти коров'ячі віспи

1974 - віспа ліквідована.

Вакцина Пастера – вакцина проти сказу.

Видовий імунітет.

Несприйнятливість обумовлена ​​вродженими біологічними особливостями організму.

Відрізняється властивостями

1. Видова ознака (тварини не хворіють на хвороби людей)

2. Генетично детермінований – у спадок

3. Неспецифічний – не має виборчого спрямування, а проявляється проти різних інфекцій

4. стійкий, але не абсолютний

Механізми видового імунітету.

Зовнішні бар'єривидового імунітету.

1. Шкіра є механічним бар'єром по дорозі інфекційних агентів - патогенів. Має бактерицидну властивість, бо секрети потових і сальних залоз містять пероксид водню, а також сечовину, ненасичені жирні кислоти, жовчні пігменти аміак.
2. Слизова оболонка. Секрет слизових вимиває патогенні з поверхні. Містить лізоцим, секреторні антитіла, інгібітори бактерій та вірусів.
3. Антатомо-фізіологічні особливості організму. Вії циліндричного епітелію верхніх дих. Шляхів. Затримують патогени, а також блювання, кашель, чхання – це фізіологічні акти. Вії, брови очей запобігають попаданню патогенів

Внутрішні бар'єри

1. Нормальна мікрофлора організму, що заселяє слизову оболонку, шкіру, різні біотопи. Є антагоністом патогенних та умовно патогенних організмів. Має імунізуючу дію. Завдяки чому індукує утворення антитіл. Синтез вітамінів – К, B.
2. Мембрани клітин
3. Функцію гістогематичних бар'єрів. Здійснюють захист мозку, репродуктивну систему, очі.
4. Лімфоїдна система. Входить система лімфоїдних вузлів та утворень
5. Лихоманка – збільшення температури посилює обмінні процеси, кровотік, активність ферментів, макрофагів, інгібує розмноження вірусів та бактерій.
6. Запалення виникає у разі пошкодження тканин. У осередок запалення спрямовуються фагоцити. Активуються біологічно активні речовини (БАВ) – серототнін та гістомін, які збільшують проникність судин, що призводить до розвитку набряку, почервоніння, накопичуються речовини – антитіла та комплімент, які забезпечують знищення патогену.
7. Функція системи виділення. Від зруйнованих патогенів позбавляється через ШКТ, дихальні шляхи та сечовидільну систему.

Клітинні механізми видового імунітету.

Фагоцитоз та функції натуральних кілерів NK клітин.

Фагоцитоз- процес захоплення та знищення чужорідних антигенів фагоцитами.

У фагоцитозі беруть участь клітини, які поділяються на такі види – мікрофаги. Це поліморфноядерні нейтрофіли периферичної крові. Макрофаги – моноцити, фагові макрофаги, які отримали назву гістіоцитів. Клітини Купера печінки, остеокласти – кісткової тканини, а також клітини мікроглії нервової тканини. Макро та мікрофаги на мембранах мають багато рецепторів, ферментів та виражений лізосомальний апарат.

Стадії фагоцитозу

1. Рух фагоциту до об'єкта здійснюється хемотаксисом. Це спрямований рух клітини до певних хім. Групам, певним рецепторам.
2. Прилипання об'єкта до фагоцитів, що позначається як адгезія та абсорбція, які відбуваються за рахунок взаємодії з рецепторами
3. Поглинання фагоцитом об'єкта. На місці прикріплення клітинна стінка інвагінує. Об'єкт занурюється у фагоцит. Утворюється фагосома, яка зливається з лізосомою та утворюється комплекс фаголізосому.
4. Результат різний. Варіанти результату 1. Перетравлення об'єкта. 2. Розмноження об'єкта у фагоциті 3. Виштовхування об'єкта з фагоциту

Механізми перетравлення

1. О-залежний. Фагоцит активно поглинає кисень, відбувається окислювальний вибух, утворюються активні форми кисню, такі як гідроксиліон, супероксиданіон, пероксид водню, який згубно діє на бактерію.
2. Кисень незалежний. Здійснюється за рахунок катіонних білків та лізосомальних ферментів.

Види фагоцитозу

1. Завершений - об'єкт перетравлюється
2. Незавершений - бактерії не перетравлюються

Механізми незавершеного фагоцитозу.

1. Бактерії можуть бути стійкими до дії лізосомальних ферментів, наприклад гонококи.
2. Мікроорганізми можуть виходити з фагоциту і розмножуватися, що притаманно рикетсій.
3. Бактерії можуть перешкоджати утворенню фаголізосоми – туберкульозна паличка.

Оцінка фагоцитозу.

Для оцінки фагоцитарної активності використовують такі показники

-Відсоток фагоцитозу (ПФ)- кількість фагоцитів зі 100, що виявляють функціональну активність.

У нормі проти стафілаккоків або будь-яких корпускул - 60-80 %

-Індекс фагоцитозу (ІФ)-Кількість бактерій, захоплених одним фагоцитом зі 100. Приблизно 6-8 бактерій захоплює 1 фагоцит.

Активність фагоцитів може збільшуватися під впливом цитокінів, компліментів, антитіл, серед яких опсоніни. Це антитіла, які готують бактерію фагоцитозу. У їх присутності фагоцитоз іде активніше. Синтезуються опсоніни в імунізованому організмі.

Наявність опсонінів визначається за опсоно-фагоцитарним індексом (ОФІ)

ОФІ = ПФімунної сироватки / ФП нормальної сироватки. Якщо > 1, то є опсонини. У хворого на бруцельоз формуються опсоніни. Антиєтла готують фагоцити до захоплення бруцел. 80/20 = 4. Якщо< 1 человек болен.

Функції фагоцитів

1. Забезпечення фагоцитозу
2. Переробка антигенів
3. Презентація антигену клітин імунної системи та запуск наступної імунної реакції.
4. Секреція БАВ – біологічно активних речовин. Понад 5-. Цитокіни, компоненти комплементи, простогландини,

Натуральні кілери.

Це природні вбивці, що відносяться до лімфоцитів, що не володіють властивостями T і B лімфоцитів, надають цитотоксичну дію на клітини пухлин, які містять віруси. Мають особливий білок, який у присутності іонів кальцію швидко полімеризується, утворюються субодиниці, які вбудовуються в клітинну мембрану, формується канал, яким у клітину спрямовується вода. Клітина набухає, лопається, що позначається як цитоліз.

Гуморальні фактори видового імунітету

1. Комплімент – багатокомпонентна система білків сироватки крові, що забезпечує підтримку гомеостазу. Поєднує 9 компонентів-фракцій і позначається латинською З з індексом 1,2,3,4,5 і тд. В систему входять субкомпоненти C1R, C1S, C5A, C5B. Регуляторні білки, фактори, що беруть участь в активації компліменту - гаммаглобуліни, іони магнію та кальцію. Компоненти компліменту перебувають у неактивному стані й у прояви функціонального дії необхідна активація системи комплименты. Розрізняють такі шляхи активації -

1. Класичний
2. Альтернативний
3. Лектиновий.

Активація за класичним типом. Активація йде за типом каскаду, що посилюється.

1 молекула розпадається, активує 2 молекули тощо. Ініціюється комплексом антиген-антитіло, що взаємодіє з першою фракцією С1, яка розпадається на субкомпоненти. Взаємодіє з C4, яка взаємодія з С2, яка активує С3, яка розпадається на субкомпоненти С3А та С3Б, що призводять до активації С5, який розпадається на субкомпоненти С5а та С5б, активується С6 і тд до С9. Комплекс С6-С9 - мембранатакуючий комплекс, вбудовується в мембрану, формується канал, яким надходить вода і клітина лізується.

Активація за альтернативним типом.Запускається ЛПС та мікробними антигенами, які активують відразу С3 фракцію. Далі С5 і С9.

Активація по лектиновомутипу запускається монозв'язуючими білками, які з'єднуються із залишками монози на бактеріальних клітинах, активується протеаза, які розщеплюється 4йю фракцію компліменту. Потім С2,3 і тд С9. Через війну комплімент активується.

Комплімент у результаті активації виконує такі функції

1. Ліза клітини
2. Стимуляція фагоцитозу, наприклад, С5, фракція посилює хемотаксис.
3. Збільшення проникності судин, що забезпечується субкомпонентами
4. Посилюється процес запалення

До гуморальних факторів видового імунітету відноситься фермент лізоцим, який руйнує пептидоглікан клітинної стінки, тим самим спричиняє загибель бактерій, синтезується макрофагами та моноцитами. Міститься у великій кількості в крові, рідинах організму, багато в слині та слізній рідині

Білки гострої фази, наприклад, реактивний білок. Це велика білкова молекула з 5 однакових субодиниць – пентроксин. Має спорідненість із речовинами клітинної стінки бактерій. Забезпечує опсонізацію бактерій, активацію компліменту класичним шляхом

Ендогенні пептиди, які мають активність антибіотиків, здатні вбивати бактерій

Інтерферон, захисні білки сироватки крові, серед яких, крім білків гострої фази, розрізняють пропердин, бета-лізин, монозосвящувальні білки.