Схема фагоцитозу імунології. Фагоцитоз в імунних реакціях організму


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. Об'єднує 9 компонентів-фракцій і позначається латинською З індексом 1,2,3,4,5 і тд. У 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, що 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.

Попередні зауваження.Явище фагоцитозу було відкрито І. І. Мечниковим у 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 (фаголізосома), що перетравлює.

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.

1. Імунітет. Фагоцитоз

Імунітет (від лат. immunitas – «визволення», «звільнення від чогось») – це несприйнятливість організму до різних інфекційних агентів, а також продуктів їх життєдіяльності, речовин і тканин, які мають чужорідні антигенні властивості (наприклад, отрути тварини та рослини) походження). Якось перехворівши, наш організм запам'ятовує збудника хвороби, тому наступного разу захворювання протікає швидше і без ускладнень. Але часто після тривалих захворювань, оперативних втручань при несприятливій екологічній обстановці та в стані стресу імунна система може давати збої. Зниження імунітету проявляється частими та тривалими застудами, хронічними інфекційними захворюваннями (ангіною, фурункульозом, гайморитом, кишковими інфекціями), постійною підвищеною температурою тощо.

Якщо узагальнити все вищевикладене, можна сказати, що імунітет є способом захисту організму від живих тіл і речовин, які несуть у собі ознаки генетично чужої інформації. Найбільш древній і стабільний механізм взаємодії тканини з будь-якими зовнішніми факторами середовища (антигенами), що ушкоджують, - це фагоцитоз. Фагоцитоз в організмі здійснюється спеціальними клітинами – макрофагами, мікрофагами та моноцитами (клітинами-попередниками макрофагів). Це складний багатоступінчастий процес захоплення і знищення всіх чужорідних для них мікрооб'єктів, що потрапили в тканини, не чіпаючи власні тканини і клітини. Фагоцити, переміщаючись у міжклітинній рідині тканини, при зустрічі з антигеном захоплюють його і перетравлюють до того, як він контактує з клітиною. Цей механізм захисту було відкрито І. М. Мечниковим в 1883 р. і було покладено основою розробленої ним теорії фагоцитного захисту організму від хвороботворних мікробів. Встановлено широку участь макрофагів у різних імунологічних процесах. Крім захисних реакцій проти різних інфекцій, макрофаги беруть участь у протипухлинному імунітеті, розпізнаванні антигену, регуляції імунних процесів та здійсненні імунного нагляду, у розпізнаванні та руйнуванні одиничних змінених клітин власного організму, у тому числі пухлинних, в регенерації різних тканин. Макрофаги також виробляють різні речовини, що мають протиантигенну дію. Фагоцитоз включає кілька стадій:

2) прикріплення фагоциту щодо нього;

3) розпізнавання мікроба чи антигену;

4) поглинання його клітиною фагоциту (власне фагоцитоз);

5) умертвіння мікроба за допомогою ферментів, що виділяються клітиною;

6) перетравлення мікроба.

Але в деяких випадках фагоцит не може вбити певні види мікроорганізмів, які навіть здатні розмножуватися в ньому. Саме тому фагоцитоз який завжди може забезпечити захист організму від ушкодження.

З книги Здоров'я Вашого собаки автора Анатолій Баранов

З книги Загальна та клінічна імунологія автора Н. В. Анохіна

2. Імунітет Запальний процес – це місцевий компенсаторний механізм, що забезпечує відновлення пошкодженої ділянки тканини, яка змінена в результаті взаємодії з фактором, що ушкоджує будь-яку природу. У процесі еволюції виникла специфічна

Із книги Дитячі інфекційні хвороби. Повний довідник автора Автор невідомий

ІМУНІТЕТ Після перенесеної менінгококової інфекції або після тривалого бактеріоносійства в організмі людини починають вироблятися специфічні антитіла: аглютиніни, бактерицидні антитіла, преципітини. З перших днів хвороби титр гемаглютинінів

З книги Пропедевтика дитячих хвороб автора О. В. Осипова

ІМУНІТЕТ Незважаючи на те, що в процесі захворювання в крові хворого накопичуються специфічні антибактеріальні та антитоксичні антитіла, імунітет залишається типоспефічним і нестійким. У практиці описані і повторні випадки захворювання, причому спричинені не лише

З книги Грудне вигодовування автора Марта Сірс

41. Фагоцитоз – як захисний механізм Фагоцитоз є раннім захисним механізмом плоду. Циркулюючі фагоцити – поліморфно-ядерні лейкоцити, моноцити, еозинофіли, фіксовані в тканинах фагоцити – макрофаги, клітини селезінки, зірчасті ретикулоендотеліоцити –

З книги Реабілітація після запальних захворювань жіночих статевих органів автора Антоніна Іванівна Шевчук

Імунітет Ваше молоко, як і ваша кров, - жива речовина. Коран називає материнське молоко "білою кров'ю". Крапля грудного молока містить близько мільйона білих кров'яних тілець. Ці клітини, які називають макрофагами (великими їдками), поглинають мікробів. Материнське

З книги Золотий ус. Лікування та профілактика простудних захворювань автора Юлія Улибіна

2. ІМУНІТЕТ Як ви вже зрозуміли, справлятися із запальними захворюваннями, у тому числі й із прихованими інфекціями, допомагає імунітет – захисна сила організму. Всі захворювання послаблюють імунітет, а він, у свою чергу, стає нездатним перемагати захворювання.

З книги Цілющі мудрі автора Тетяна Громаковська

Імунітет Чому людський організм схильний до різних захворювань? На це складне питання у медичних довідниках, підручниках, монографіях та наукових публікаціях відповідають по-різному. Вказують на різні причини (етіологія) та механізми розвитку (патогенез)

З книги Енциклопедія народної медицини. Золота колекція народних рецептів автора Людмила Михайлова

Імунітет Лінга-мудра Це головна мудра для підвищення імунітету (див. рис. 44 та 47). Вона є основною мудрою, що стимулює захисні сили організму, тим самим мобілізуючи імунітет та прискорюючи одужання. Необхідно виконувати цю мудру з метою лікування до 3 разів на день.

З книги 365 рецептів здоров'я від найкращих цілителів автора Людмила Михайлова

З книги Часник. Чудо-цілитель автора Ганна Мудрова (упоряд.)

Зміцнюючи імунітет, звертаємо увагу насамперед на харчування. Практично вся рослинна їжа, особливо жовтого та червоного забарвлення (морква, червоний перець, диня, помідори, гарбуз) містить бета-каротин, що перетворюється в організмі на вітамін А. Вітамін А і

З книги Найкращий травник від знахаря. Народні рецепти здоров'я автора Богдан Власов

Імунітет Якщо ви часто простуєтеся, починають нагадувати хронічні хвороби, подумайте - можливо, у вас знизився імунітет. Імунітет - це здатність організму чинити опір бактеріям, вірусам, токсинам.

Екологічне харчування: натуральне, природне, живе! автора Любава Жива

Імунітет - здатність організму чинити опір бактеріям, вірусам, токсинам. У захисті організму від збудників інфекційних захворювань істотну роль, крім набутого імунітету, відіграють неспецифічні чинники захисту. Це непроникність

З книги Таємна мудрість людського організму автора Олександр Соломонович Залманов

Функції білка в організмі різноманітні. Білок потрібен не тільки для будівництва м'язів, як думає багато хто. Нестача білка призводить до порушення імунітету, тому що імуноглобуліни – теж білки. Ось так невидове харчування призводить людину до хвороб

З книги Атлас: анатомія та фізіологія людини. Повний практичний посібник автора Олена Юріївна Зігалова

Фагоцитоз Клітини не тільки здатні утворювати псевдоподії, стискаючись, вони виділяють обволікаючі пластинки для фіксації чужорідних частинок, таких як частинки пилу, мікроби, залишки мертвих, дегенерованих клітин. Той факт, що лейкоцити та інші рухливі

З книги автора

Імунітет (лат. immunitas – «звільнення від чогось») захист організму від генетично чужорідних організмів і речовин, яких відносять мікроорганізми, віруси, черв'яки, різні білки, клітини, зокрема й власні змінені. УВАГА Завдяки імунітету

Імунітет: механізми розгортання

Клітини та молекули діють злагоджено, підтримуючи один одного на різних етапах розвитку імунної відповіді.

Неспецифічні механізми

На першому етапі зіткнення з чужорідним антигеном запускається неспецифічний патологічний захисний процес - запалення, що супроводжується фагоцитозом, виділенням медіаторів запалення - гістаміну, серотоніну, цитокінів і т. п. Фагоцити (макрофаги) поглинають антигени і контактують з лим Антигенні детермінанти. Т-хелпери запускають розмноження (виділяючи специфічні білкові речовини - інтерлейкіни) специфічних для даного антигену клонів Т-кілерів та В-лімфоцитів з передіснуючих стовбурових клітин, які пройшли перевірку на толерантність в ембріональному періоді (клонально-селекціон.

Запалення (лат. inflammatio) - це комплексний, місцевий і загальний патологічний процес, що виникає у відповідь на пошкодження (alteratio) або дію патогенного подразника і що проявляється в реакціях (exudatio та ін), спрямованих на усунення продуктів ушкодження, а якщо можливо, то й агентів (подразників), а також що призводить до максимального для цих умов відновлення (proliferatio та ін.) у зоні ушкодження.

Схема розвитку запалення. Під дією шкідливого фактора відбувається виділення макрофагом прозапальних цитокінів, які залучають у вогнище запалення інші клітини, внаслідок агрегації яких або виділення ними активних речовин відбувається порушення цілісності тканини.

Фагоцитоз (Фаго – пожирати і цитос – клітина) – процес, при якому спеціальні клітини крові та тканин організму (фагоцити) захоплюють та перетравлюють збудників інфекційних захворювань та відмерлі клітини. Здійснюється двома різновидами клітин: зернистими лейкоцитами (гранулоцитами), що циркулюють у крові, і тканинними макрофагами. Відкриття фагоцитозу належить І. І. Мечникову, який виявив цей процес, проробляючи досліди з морськими зірками та дафніями, вводячи до них організми сторонні тіла. Наприклад, коли Мечников помістив у тіло дафнії суперечку грибка, він помітив, що у неї нападають особливі рухливі клітини. Коли ж він запровадив дуже багато суперечок, клітини не встигли їх переварити, і тварина загинула. Клітини, що захищають організм від бактерій, вірусів, спор грибів та ін. Мечников назвав фагоцитами.

У людини розрізняють два типи фахових фагоцитів:нейтрофіли та моноцити (у тканині - макрофаги)

Основні етапи фагоцитарної реакції подібні клітин обох типів. Реакція фагоцитозу може бути поділена на кілька етапів:

1. Хемотаксис. У реакції фагоцитозу найважливіша роль належить позитивному хемотаксису. Як хемоаттрактанти виступають продукти, що виділяються мікроорганізмами та активованими клітинами в осередку запалення (цитокіни, лейкотрієн В4, гістамін), а також продукти розщеплення компонентів комплементу (С3а, С5а), протеолітичні фрагменти факторів згортання крові та фібринолізу (тромбін, імуноглобулінів та ін. Проте, "професійними" хемотаксинами служать цитокіни групи хемокінів.

Раніше інших клітин у вогнище запалення мігрують нейтрофіли, значно пізніше надходять макрофаги. Швидкість хемотаксичного переміщення для нейтрофілів і макрофагів можна порівняти, відмінності в часі надходження ймовірно пов'язані з різною швидкістю їх активації.

2. Адгезія фагоцитів до об'єкта.Зумовлена ​​наявністю на поверхні фагоцитів рецепторів для молекул, представлених на поверхні об'єкта (власних або пов'язаних із ним). При фагоцитозі бактерій або старих клітин організму господаря відбувається розпізнавання кінцевих сахаридних груп - глюкози, галактози, фукози, маннози та ін, які представлені на поверхні клітин, що фагоцитуються. Розпізнавання здійснюється лектиноподібними рецепторами відповідної специфічності, насамперед маннозв'язуючим білком та селектинами, присутніми на поверхні фагоцитів.

У тих випадках, коли об'єктами фагоцитозу є не живі клітини, а шматочки вугілля, азбесту, скла, металу та ін, фагоцити попередньо роблять об'єкт поглинання прийнятним для здійснення реакції, огортаючи його власними продуктами, у тому числі компонентами міжклітинного матриксу, який вони продукують.

Хоча фагоцити здатні поглинати різного роду " непідготовлені " об'єкти, найбільшої інтенсивності фагоцитарний процес досягає при опсонізації тобто. фіксації на поверхні об'єктів опсонінів до яких фагоцити мають специфічні рецептори - до Fc-фрагменту антитіл, компонентів системи комплементу, фібронектину і т.д.

3. Активація мембрани.На цій стадії здійснюється підготовка об'єкта до занурення. Відбувається активація протеїнкінази, вихід іонів кальцію з внутрішньоклітинних депо. Велике значення грають переходи золь-гель у системі клітинних колоїдів та актино-міозинові перебудови.

4. Занурення. Відбувається обволікання об'єкта

5. Утворення фагосоми.Замикання мембрани, занурення об'єкта із частиною мембрани фагоциту всередину клітини.

6. Утворення фаголізосоми.Злиття фагосоми з лізосомами, у результаті утворюються оптимальні умови для бактеріолізу та розщеплення вбитої клітини. Механізми зближення фагосоми та лізосом не зрозумілі, ймовірно є активне переміщення лізосом до фагосомів.

7. Кіллінг та розщеплення.Велика роль клітинної стінки клітини, що перетравлюється. Основні речовини, що беруть участь у бактеріолізі: перекис водню, продукти азотного метаболізму, лізоцим та ін. Процес руйнування бактеріальних клітин завершується завдяки активності протеаз, нуклеаз, ліпаз та інших ферментів, активність яких оптимальна при низьких значеннях рН.

8. Викид продуктів деградації.

Фагоцитоз може бути: завершеним (кілінг та перетравлення пройшло успішно), незавершеним (для ряду патогенів фагоцитоз є необхідним ступенем їх життєвого циклу, наприклад у мікобактерій та гонококів).

Активація комплементу.

Система комплементу функціонує як біохімічний каскад реакцій. Комплемент активується трьома біохімічними шляхами: класичним, альтернативним та лектиновим шляхом. Всі три шляхи активації роблять різні варіанти C3-конвертази (білка, що розщеплює С3). Класичний шлях (він був відкритий першим, але еволюційно є новим) вимагає антитіл для активації (специфічна імунна відповідь, набутий імунітет), тоді як альтернативний та лектиновий шляхи можуть бути активізовані антигенами без присутності антитіл (неспецифічна імунна відповідь, уроджений імунітет). Результат активації комплементу у всіх трьох випадках однаковий: C3-конвертаза гідролізує СЗ, створюючи C3a і C3b і викликаючи каскад подальшого гідролізу елементів системи комплементу та подій активації. У класичному шляху для активації С3-конвертази необхідне утворення комплексу С4b2a. Цей комплекс утворюється при розщепленні С2 та С4 С1-комплексом. С1-комплекс, у свою чергу, для активації повинен зв'язатися з імуноглобулінами класу М або G. C3b зв'язується з поверхнею хвороботворних мікроорганізмів, що призводить до більшої «зацікавленості» фагоцитів до зв'язаних із СЗb клітин (опсонізація). C5a - важливий хемоаттрактант, що допомагає залучати до району активації системи комплементу нові імунні клітини. І C3a, і C5a мають анафілотоксичну активність, безпосередньо викликаючи дегрануляцію опасистих клітин (як наслідок – виділення медіаторів запалення). C5b починає формування мембраноатакуючих комплексів (МАК), що складається з C5b, C6, C7, C8 та полімерного C9. МАК – цитолітичний кінцевий продукт активації системи комплементу. МАК формує трансмембранний канал, що викликає осмотичний лізис клітини-мішені. Макрофаги поглинають позначені системою комплементу хвороботворні мікроорганізми.

Класичний шлях

Класичний шлях запускається активацією комплексу С1 (він включає одну молекулу С1q і дві молекули С1r і С1s). Комплекс С1 зв'язується за допомогою С1q з імуноглобулінами класів М та G, пов'язаними з антигенами. Гексамерний C1q формою нагадує букет нерозкритих тюльпанів, «бутони» якого можуть зв'язуватися з Fc ділянкою антитіл. Для ініціації цього шляху достатньо єдиної молекули IgM, активація молекулами IgG менш ефективна і потребує більше молекул IgG.

С1q зв'язується прямо з поверхнею патогену, це веде до конформаційних змін молекули С1q і викликає активацію двох молекул серинових протеаз С1r. Вони розщеплюють С1s (теж серинову протеазу). Потім комплекс С1 зв'язується з С4 та С2 і потім розщеплює їх, утворюючи С2а та С4b. С4b і С2а зв'язуються один з одним на поверхні патогену і утворюють С3-конвертазу класичного шляху, С4b2а. Поява С3-конвертази призводить до розщеплення С3 С3а і С3b. С3b утворює разом із С2а і С4b С5-конвертазу класичного шляху.

Альтернативний шлях

Альтернативний шлях запускається гідролізом C3 прямо на поверхні патогену. В альтернативному шляху беруть участь фактори і D. З їх допомогою відбувається утворення ферменту СЗbВb. Стабілізує його та забезпечує його тривале функціонування білок P. Далі РС3bВb активує С3, в результаті утворюється С5-конвертаза та запускається утворення мембраноатакуючого комплексу. Подальша активація термінальних компонентів комплементу відбувається так само, як і за класичним шляхом активації комплементу.

Альтернативний шлях відрізняється від класичного наступним: при активації системи комплементу не потрібно утворення імунних комплексів, він відбувається без участі перших компонентів комплементу – С1, С2, С4. Він також відрізняється тим, що спрацьовує відразу після появи антигенів - його активаторами можуть бути бактеріальні полісахариди та ліпополісахариди, вірусні частинки, пухлинні клітини.

Лектиновий (манозний) шлях активації системи комплементу

Маннан (маннан - полімер маннози)-пов'язаний лектиновий шлях гомологічне класичному шляху активації системи комплементу. Цей шлях використовує маннан-зв'язуючий лектин (MBL)-білок, подібний до C1q класичного шляху активації, який зв'язується з манозними залишками та іншими цукрами на мембрані, що дозволяє розпізнавати різноманітні хвороботворні мікроорганізми. MBL - білок, що належить до колективної групи білків, яка виробляється печінкою і може активувати каскад комплементу, зв'язуючись із поверхнею патогену. MBL - 2-6-вершинна молекула, яка формує комплекс з MASP-I (Mannan-binding lectin Associated Serine Protease, MBL-пов'язана серинова протеаза) та MASP-II. MASP-I і MASP-II дуже схожі з C1r і C1s класичного шляху активації і, можливо, мають загального еволюційного попередника. Коли визначальні вуглеводи вершини MBL зв'язуються з певним чином орієнтованими манозними залишками на фосфоліпідному бислое хвороботворного мікроорганізму, MASP-I і MASP-II активуються і розщеплюють білок C4 на C4a і C4b, а білок С2 на C2a і C2b. хвороботворного мікроорганізму, формуючи C3-конвертазу, а C4a та C2b діють як хемоатрактанти.

Клітинна імунна відповідь

Вірус, що проник в організм, ендоцитується макрофагами і потім частково руйнується в ендоплазматичному ретикулумі (1). В результаті утворюються чужорідні фрагменти, які експонуються на поверхні клітин макрофагів (2). Ці фрагменти "презентуються" спеціальною групою мембранних білків (білки ГКГС). Комплекс із вірусного фрагменту та білка головного комплексу гістосумісності [ГКГС (МНС)] розпізнається та зв'язується Т-клітинами за допомогою специфічних (Т-клітинних) рецепторів. Серед величезної кількості Т-клітин лише деякі мають відповідний рецептор (3), зв'язування призводить до активації цих Т-клітин і появи їх селективних копій (4, "клональна селекція"). В активації Т-клітин беруть участь різні гормоноподібні Сигнальні білки, інтерлейкіни [МЛ (IL), див. 378]. Ці білки секретуються клітинами імунної системи, які активуються при зв'язуванні з Т-клітинами. Так, активовані макрофаги з презентованим вірусним фрагментом секретують IL-1 (5), а Т-клітини продукують IL-2 (6), який стимулює їх власне клональне копіювання та реплікацію Т-хелперних клітин.

Клоновані та активовані Т-клітини здійснюють різні функції в залежності від їх типу. Цитотоксичні Т-клітини (на схемі зеленого кольору) здатні пізнавати та зв'язувати ті клітини організму, які інфіковані вірусами та на своїх рецепторах ГКГС несуть фрагменти вірусу (7). Цитотоксичні Т-клітини секретують перфорин - білок, який робить проникною мембрану зв'язаної інфікованої клітини, що призводить до її лізису (8).

Т-хелпери (на схемі блакитного кольору), навпаки, зв'язуються з В-клітинами, які презентують на своїй поверхні фрагменти вірусу, пов'язані з білком ГКГС (9). Це веде до селективного клонування індивідуальних В-клітин та їх масованої проліферації, Інтерлейкін стимулює (10) дозрівання В-клітин - перетворення на плазматичні клітини (11), здатні синтезувати та секретувати антитіла (12)

Сутність фагоцитозу можна описати буквально кількома словами. У цьому процесі спеціальні 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.

Нейтрофіл - мігруючий фагоцит

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.

Фагоцит простягає відростки до патогену

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, усередині 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».

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 завершує