Основы иммунологии. 
Иммунная система организма

Защитные механизмы макроорганизма

Естественная резистентность организма.

Сразу после рождения, а часто и в период внутриутробного развития организм животного атакуют миллиарды микробных антигенов, но на образование специфических факторов защиты нужно время. Поэтому поддержание генетического статуса организма осуществляется не только эффекторами иммунитета, т. е. сенсибилизированными лимфоцитами и специфическими антитела.

Естественной резистентностью можно понимать врожденные внутренние механизмы поддержания генетического постоянства организма, обладающие широким диапазоном противомикробного действия. Состояние естественной резистентности определяют неспецифические защитные факторы организма животных, связанные с их видовыми, индивидуальными и конституциональными особенностями.

Для возникновения инфекционного заболевания непременным условием является наличие соответствующих микроорганизмов, восприимчивого животного и определенных условий. Однако на пути проникновения микробов внутрь организма имеется ряд защитных барьеров — кожа и слизистые оболочки, лимфатическая и кровеносная системы.

Неповрежденный многослойный эпителий кожи представляет собой неодолимое препятствие для большинства патогенных микробов. Кожа не только механически преграждает путь микроорганизмам, но обладает и стерилизующими свойствами. Препятствием для проникновения большинства микробов служит также неповрежденная слизистая оболочка, выделяющая секреты бактерицидного свойства. Кроме того, мерцательный эпителий, выстилающий слизистые оболочки дыхательных путей, способствует выведению из организма микробов, если они не успели проникнуть вглубь оболочки.

Особую роль в устойчивости животных играют Гуморальные факторы защиты. Известно, что свежеполученная кровь животных обладает способностью задерживать рост (бактерностатическая способность) или вызывать гибель (бактерицидная способность) микроорганизмов многих видов. Эти свойства крови и ее сыворотки обуславливаются содержащимися в ней различными компонентами (лизоцим, комплемент, интерферон и др.).

Защитную функцию крови обеспечивают также клеточные факторы. Это, прежде всего, фагоцитоз, проявляющийся способностью клеток крови и лимфы (лейкоциты, ретикулярные клетки селезенки и костного мозга и др.), захватывать проникающие в тело животного инородные частицы, в том числе микроорганизмы, с последующим их перевариванием. Явление фагоцитоза было открыто и изучено И. И. Мечниковым. Фагоцитоз является одним из факторов, обусловливающих иммунитет при многих инфекционных заболеваниях. У здоровых животных, не подвергавшихся инфицированию, активность фагоцитоза может свидетельствовать о степени их готовности к защите организма при попадании в него инфекционного начала.

Реактивные свойства в растущем организме складываются постепенно и окончательно сформировываются лишь на определенном уровне общефизиологического созревания. Поэтому молодой и взрослый организмы обладают неодинаковой восприимчивостью к заболеваниям, по-разному реагируют на воздействие болезнетворных агентов. Например, клеточные факторы защиты в организме животных возникают на более ранних этапах развития, чем гуморальные. Постепенно активность и клеточных, и гуморальных факторов возрастает и полное становление защитных сил обычно совпадает с завершением физиологического созревания организма.

Иммунная система организма.

Иммунная система — это система, которая защищает организм от внешних вторжений, а также обеспечивает функционирование кровеносной системы и многое другое. Вторгающиеся элементы распознаются как чужие, и это вызывает защитную (иммунную) реакцию. Вторгающиеся элементы называются антигенами. Вирусы, бактерии, грибы, трансплантированные ткани и органы, пыльца, химические вещества — все это антигены. Иммунная система состоит из специальных органов и клеток, расположенных по всему телу. По сложности иммунная система немногим уступает нервной.

Костный мозг (medulla ossea) — поставщик гемопоэтических стволовых клеток — родоначальниц всех клеток крови, в том числе и лимфоидных стволовых клеток, которые затем дифференцируют в эффекторы иммунитета.

Тимус (thymus) — вилочковая железа, наравне с костным мозгом является центpальным органом иммунной системы, в котоpом из стволовых клеток, поступивших из костного мозга с кpовью, созpевают и дифференцируются, пpойдя pяд пpомежуточных стадий, Т-лимфоциты, ответственные за pеакции клеточного иммунитета.

Миндалины. Пpоизводят лимфоциты. Расположены на задней веpхней стенке носоглотки. Они пpедставляют собой скопления диффузной лимфоидной ткани, содержащие небольших pазмеpов более плотные клеточные массы — лимфоидные узелки.

Лимфатическая система. Представляет собой систему разветвленных в оpганах и тканях лимфатических капилляров, лимфатических сосудов, стволов и пpотоков. Лимфа уносит в кpовь пpодукты обмена веществ, а также содеpжит защитные клетки (лимфоциты), поглощающие pазличные загpязнения. иммунология некробактериоз копытный овца Лимфатические узлы находятся в области сгибательных повеpхностей тела и выполняют pоль защитных «фильтpов», в котоpых выpабатываются лимфоциты, иммунные тела, а также пpоисходит уничтожение болезнетвоpных бактеpий. Поток лимфы необходим для ликвидации последствий воспалений и тpавм.

Одной из функций лимфатических узлов является хранение белых кровяных клеток, которые называются лимфоцитами и фагоцитами. Лимфоциты и фагоциты являются клетками, в первую очередь ответственными за иммунный ответ.

Следующая группа клеток иммунной системы — фагоциты — атакуют и разрушают «чужаков». Макрофаг, один из фагоцитов, «большой разрушитель» — обволакивает антигены или пораженные инфекцией клетки нашего организма и разрушает их на составные части.

Селезенка (lien) получает аpтеpиальную кpовь из селезеночной аpтеpии, котоpая делится на несколько ветвей. Выполняет очистку кpови, удаление «устаpевших» клеток Лимфоидные ткани первичных и вторичных лимфоидных органов и образований. Лимфоидные клетки.

Первичные лимфоидные органы — это тимус и красный костный мозг. Вторичные лимфоидные органы — это селезенка и лимфатические узлы. Иммунный ответ на антигены, поступающие в организм через слизистые оболочки, начинается с примирования лимфоцитов, главным образом в пейеровых бляшках.

Первичные лимфоидные органы служат основным местом развития лимфоцитов. Некоторые лимфоциты располагаются в костном мозге, и называются В-клетками. Эти клетки образуют специфические антитела, каждое из которых воздействует только на один тип антигенов. Они эффективны только в отношении антигенов, расположенных вне клеток.т.е. свободно плавающих в крови.

Другие лимфоциты находятся в тимусе. Это Т-клетки. Некоторые из этих клеток — Т-клетки-помощники (Т-хелперы), играют решающую роль в защитной реакции организма. Они помогают координировать работу всех клеток, задействованных в иммунной реакции.

Другие лимфоциты — Т-клетки — супрессоры — останавливают иммунную реакцию тогда, когда инфекция уничтожена, и больше нет надобности в активной работе иммунной системы.

Последнюю группу Т-клеток называют «киллеры». Они прикрепляются к дефектным, или пораженным инфекцией клеткам организма, и уничтожают их.

Вторичные лимфоидные органы и образования представлены селезенкой, лимфатическими узлами и лимфоидной тканью слизистых оболочек, включая миндалины глоточного кольца и пейеровые бляшки подвздошной кишки. Для возникновения здесь иммунного ответа необходимы фагоцитирующие макрофаги, антигенпрезентирующие клетки, а так же зрелые Т — и Блимфоциты. Ежесуточно в первичных лимфоидных органах — тимусе и постнатальном костном мозге — образуется значительное количество лимфоцитов. Часть этих клеток мигрирует из кровотока во вторичные лимфоидные ткани — селезенку, лимфатические узлы и лимфоидные образования слизистых оболочек. Многие зрелые лимфоидные клетки относятся к долгоживущим и могут многие годы существовать в качестве клеток иммунологической памяти.

Иммуноглобулины В ответ на введение антигена иммунная система вырабатывает антитела — белки, способные специфически соединяться с антигеном, вызвавшим их образование, и таким образом участвовать в иммунологических реакциях. Относятся антитела к г-глобулинам, т. е. наименее подвижной в электрическом поле фракции белков сыворотки крови. В организме г-глобулины вырабатываются особыми клетками — плазмоцидами. г-глобулины, несущие функции антител, получили название иммуноглобулинов и обозначаются символом Ig. Первичная функция состоит во взаимодействии их активных центров с комплементарными им детерминантами антигенов. Вторичная функция состоит в их способности:

• * связывать антиген с целью его нейтрализации и элиминации из организма, т. е. принимать участие в формировании защиты от антигена;
• * участвовать в распознавании «чужого» антигена;
• * обеспечивать кооперацию иммунокомпетентных клеток (макрофагов, Ти В-лимфоцитов);
• * участвовать в различных формах иммунного ответа (фагоцитоз, киллерная функция, ГНТ, ГЗТ, иммунологическая толерантность, иммунологическая память).

Белки иммуноглобулинов по химическому составу относятся к гликопротеидам, так как состоят из протеина и Сахаров; построены из 18 аминокислот. Имеют видовые отличия, связанные главным образом с набором аминокислот. Их молекулы имеют цилиндрическую форму, они видны в электронном микроскопе. До 80% иммуноглобулинов имеют константу седиментации 7S; устойчивы к слабым кислотам, щелочам, нагреванию до 60 °C. Выделить иммуноглобулины из сыворотки крови можно физическими и химическими методами (электрофорез, изоэлектрическое осаждение спиртом и кислотами, высаливание, аффинная хроматография и др.). Эти методы используют в производстве при приготовлении иммунобиологических препаратов.

Иммуноглобулины по структуре, антигенным и иммунобиологическим свойствам разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD. Типовой структурой молекулы иммуноглобулина является IgG. Остальные классы иммуноглобулинов отличаются от IgG дополнительными элементами организации их молекулы.

В ответ на введение любого антигена могут вырабатываться антитела всех пяти классов. Обычно вначале вырабатывается IgM, затем IgG, остальные — несколько позже.

Механизм иммунного ответа.

Современные теории иммуногенеза можно подразделить на инструктивные и селективные. Инструктивные теории предусматривают образование комплементарных антигенном структурам антител путем видоизменения синтезируемых в рибосомах полипептидов в результате непосредственного контакта с ними антигенна или путем стойкого изменения генотипа клеток-предшественниц антителопродуцентов. Селективные теории предусматривают отбор комплементарных антигену молекул нормальных антител с последующей передачей иммунного комплекса через фагоциты продуцентам антител или иммунокомпетентных клеток, обладающих соответствующими рецепторами, которые пролиферируют в клоны плазматических клеток, образующих гомологичные антитела.

Развитие иммунных реакций начинается с распознавания белкового тимусзависимого антигенна. Т-хелперы и эффекторы гиперчувствительности замедленного типа реагируют на комплекс носителя антигенна с белком Iа, образование которого кодируется генами иммунного ответа. Т-киллеры лизируют измененные клетки организма, на поверхности которых антигенны образуют комплекс с белками, кодируемыми генами гистосовместимости.

На антигенное раздражение организм может отвечать антителообразованием, гиперчувствительностью немедленного типа, гиперчувствительностью немедленного типа, гиперчувствительностью замедленного типа, иммунологической памятью и иммунологической толерантностью. Все эти реакции развиваются в организме на один и тот же антиген, носят специфический характер и являются самостоятельной формой иммунного ответа. Взаимодействие клеток в иммунном ответе начинается с распознавания антигена макрофагом (ключевая фигура в иммунном ответе) и подаче антигена в высокоиммунной форме Т-хелперам посредством выработки интерлейкина-1 (ИЛ-1). Т-хелперы выделяют медиатор интерлейкин-2 (ИЛ-2) и активируют В-лимфоциты, которые превращаются в плазмоциты и вырабатывают антитела (АТ). Антитела класса 1 дМ (антибактериальные) опсонируют поверхностные детерминанты бактерий или других высокомолекулярных антигенов, подготавливая их к фагоцитозу. По команде макрофага нейтрофил осуществляет фагоцитирование антигена.

В случае невозможности фагоцитоза нейтрофилом макрофаг сам осуществляет этот процесс, находясь как бы в «резерве». Процесс фагоцитирования происходит в крови, поэтому наблюдается увеличение палочкоядерных нейтрофилов и общего количества лейкоцитов. Антитела расходуются на опсонизацию антигена. Отсюда их уровень в периферической крови снижается, что приводит к уменьшению вязкости крови и ускорению СОЭ.

После разрушения бактерий образуется токсин, который распознается макрофагом и посредством ИЛ-1-Т-хелпер-ИЛ-2-системы происходит переключение в плазмоцитах синтеза 1 дМ на 1дС (антитоксические антитела). Токсин элиминируется, поглощаясь нейтрофилами после предварительного связывания с 1дС. Обычно через 6−8 дней от начала болезни (идет интенсивное связывание токсинов) уровень антител повышается, вязкость крови возрастает, СОЭ приближается к норме. В эти же сроки становятся положительными серологические реакции при большинстве инфекционных болезней. С 3−5 дня болезни (реже с 8-го) в связи с элиминацией возбудителя нет необходимости в активном фагоцитозе, поэтому уменьшается количество палочкоядерных нейтрофилов, и общее количество лейкоцитов приближается к норме.

Иммунитет к бактериальным и микотическим инфекциям.

Самую первую линию защиты от патогенных бактерий создает барьер, образуемый наружными покровами тела; он препятствует проникновению микроорганизмов или развитию инфекции. Так, кожа и находящиеся в контакте с внешней средой слои эпителия снабжены неспецифическими, или врожденными, механизмами зашиты от внедрения микробов. Неповрежденная кожа просто непроницаема для большинства бактерий. Кроме того, для многих из них токсичны выделяемые кожей жирные кислоты. Эпителиальные покровы очищаются от бактерий благодаря, например, движению ресничек в трахее и току мочи в мочевыводящих путях. Во влагалище и желудке многие бактерии погибают вследствие кислой реакции среды. Влагалищный эпителий секретирует гликоген, который ряд бактерий-комменсалов метаболизирует с образованием молочной кислоты. Вообще комменсалы способны препятствовать инвазии патогенных бактерий, продуцируя антибактериальные белки, названные колицинами. Поэтому нарушение нормальной микрофлоры антибиотиками может привести к инфекциям, вызываемым Candida или Clostridium difficile.

Проникшие в ткань клетки бактерий вначале могут быть атакованы действующими во внутренней среде организма механизмами врожденного иммунитета. Множество компонентов бактериальных клеток иммунная система распознает без участия антигенспецифичных рецепторов Вили Т-клеток — благодаря действию филогенетически древних механизмов грубого распознавания, появившихся в эволюции раньше антигенспецифичных Т-клеток и иммуноглобулинов. В результате такого распознавания вызывают иммунный ответ общие для разных бактерий клеточные компоненты. Многие бактерии, например непатогенные кокки, по-видимому, устраняются из тканей организма в результате действия именно таких механизмов, без формирования специфического иммунного ответа.

Независимое от лимфоцитов распознавание бактерий вызывает ряд событий Активация комплемента по альтернативному пути. Этот механизм обеспечивает уничтожение некоторых бактерий, в первую очередь грамотрицательных, поскольку они обладают чувствительной к мембранолитическому комплексу наружной мембраной.

Хемотаксис За счет хемотаксиса в очаг инфекции поступает больше фагоцитов. Бактериальные продукты могут вызывать хемотаксис непосредственно и через активацию комплемента.

Выделение цитокинов макрофагами Фактор некроза опухолей и интерлейкин-1 вызывают системную активацию фагоцитарных 1 клеток и усиление их прилипания к эндотелию, что способствует миграции в воспаленную ткань. Фагоцитарные клетки выделяют также низкомолекулярные хемотаксические пептиды, называемые «хемокинами», которые усиливают ненаправленную подвижность клеток.

Адъювантные эффекты.

Термин «адъювант» происходит от латинского adiuvare — помогать. В эксперименте иммунизация растворимыми антигенами вызывает более сильный Ти В-клеточный ответ в случае их введения вместе с бактериальными продуктами, действующими как адъюванты. «Выбор» необходимого лимфоцитарного ответа Решающая роль в этом «выборе» принадлежит «адъювантным» компонентам бактерий и механизму раннего выделения.

Шоковые синдромы.

Если происходит слишком быстрое и обильное высвобождение цитокинов, возможно развитие различных, потенциально смертельных синдромов острого повреждения тканей.

Антитела обеспечивают антигенспецифическую защиту Защитный эффект взаимодействия антител с бактериями зависит от механизма патогенности данного возбудителя. Когда она обусловлена действием бактериального токсина, антителам принадлежит решающая роль в иммунном ответе. Они, например, нейтрализуют дифтерийный токсин, блокируя прикрепление к клеткам-мишеням связывающего участка его молекул. Подобным же образом антитела могут инактивировать локально действующие токсины и ферменты, которые разрушают межклеточное вещество соединительной ткани, а также обездвиживать бактерии, связываясь с их жгутиками.

Иммунитет к грибам О тонких механизмах иммунитета к грибковым заболеваниям известно очень немногое, но предполагается, что они в основном подобны механизмам устойчивости к бактериальным инфекциям. Подкожные микозы; это, например, хромомикоз, споротрихоз и мицетома, при которых в подкожной клетчатке образуются хронически воспаленные изъязвляющиеся узелки. Эти заболевания вызывают грибы-сапрофиты, проникающие в организм через травмированную кожу. Основу устойчивости к микотической инфекции составляет, по-видимому, клеточный иммунитет Кожные грибковые инфекции обычно протекают как самоограничивающиеся, оставляя некоторую весьма ограниченную устойчивость к повторному заражению. Основой этой устойчивости скорее всего служит клеточный иммунитет, судя по тому, что у выздоровевших пробы на гиперчувствительность замедленного типа с грибными антигенами дают положительный результат, тогда как у больных с хроническими поражениями, как правило, отрицательный. Т-клеточный иммунитет важен как защитный механизм и при глубоких микозах — иногда устойчивость к ним удается перенести иммунными Т-клетками. Предположительно Т-клетки выделяют цитокины, мобилизующие макрофаги на уничтожение грибов. При респираторных микозах клинические проявления до некоторой степени напоминают наблюдаемые при проказе. Нарушение иммунофизиологии под действием иммунодепрессивных лекарственных средств или подавление антибиотиками нормальной микрофлоры могут стать причиной поражения организма грибами рода Candida. Кандидоз часто развивается также при синдромах иммунологической недостаточности, что свидетельствует о важном значении иммунной системы для удержания грибов в нормальном статусе комменсалов.

Кроме того, имеются доказательства участия полиморфноядерных нейтрофилов в иммунном ответе при респираторных микозах, например вызванных мукоровыми грибами. Важная роль в устойчивости к грибам принадлежит, возможно, катионным белкам дефензинам: фагоциты больных с нарушенными механизмами восстановления 02 способны тем не менее уничтожать дрожжевые клетки и мицелий грибов почти так же эффективно, как в норме. Против Criptococcus активно действует НП-механизм, и не исключено, что он важен для устойчивости ко многим грибам.