Гуморальная неспецифическая защита. Роль макроорганизма в инфекционном процессе. Гуморальные факторы врожденного иммунитета

Механизмы формирования защитных реакций

Защита организма от всего чужеродного (микроорганизмов, чужеродных макромолекул, клеток, тканей) осуществляется с помощью неспецифических факторов защиты и специфических факторов защиты – иммунных реакций.

Неспецифические факторы защиты возникли в филогенезе раньше, чем иммунные механизмы и первыми включаются в защиту организма от различных антигенных раздражителей, степень их активности не зависит от иммуногенных свойств и кратности воздействия патогена.

Иммунные факторы защиты действуют строго специфически (на антиген-А вырабатываются только анти-А-антитела или анти-А-клетки), и в отличие от неспецифических факторов защиты сила иммунной реакции регулируется анти­геном, его типом (белок, полисахарид), количеством и кратностью воздействия.

К неспецифическим факторам защиты организма относятся:

1. Защитные факторы кожи и слизистых оболочек.

Кожа и слизистые покровы образуют первый барьер защиты организма от инфекций и других вредных воздействий.

2.Воспалительные реакции.

3.Гуморальные вещества сыворотки и тканевой жидкости (гуморальные факторы защиты).

4.Клетки с фагоцитарными и цитотоксическими свойствами (клеточные факторы защиты),

Специфические факторы защиты или иммунные механизмы защиты включают:

1. Гуморальный иммунитет.

2. Клеточный иммунитет.

1. Защитные свойства кожи и слизистых оболочек обусловлены:

а) механической барьерной функцией кожи и слизистых покровов. Нор­мальная неповрежденная кожа и слизистые оболочки непроницаемы для микро­организмов;

б) присутствием на поверхности кожи жирных кислот, смазывающих и обеззараживающих поверхность кожи;

в) кислой реакцией секретов, выделяющихся на поверхность кожи и сли­зистых оболочек, содержанием в секретах лизоцима, пропердина и других фер­ментативных систем, действующих бактерицидно на микроорганизмы. На кожу открываются потовые и сальные железы, секреты которых имеют кислую рН.

В секретах желудка и кишечника содержатся пищеварительные фермен­ты, которые подавляют развитие микроорганизмов. Кислая реакция желудочно­го сока не пригодна для развития большинства микроорганизмов.

Слюна, слеза и другие секреты в норме обладают свойствами, не допус­кающими развития микроорганизмов.

Воспалительные реакции.

Воспалительная реакция является нормальной реакцией организма. Разви­тие воспалительной реакции приводит к привлечению к месту воспаления фагоцитирующих клеток и лимфоцитов, активации тканевых макрофагов и выделе­нию из клеток, вовлеченных в воспаление, биологически активных соединений и веществ с бактерицидными и бактериостатическими свойствами.

Развитие воспаления способствует локализации патологи­ческого процесса, элиминации из очага воспаления факторов, вызвавших вос­паление, восстановлению структурной целостности ткани и органа. Схематично процесс острого воспаления приведен на рис. 3-1.

Р и с. 3-1. Острое воспаление.

Слева направо представлены процессы, происходящие в тканях и сосудах при повреждении тканей и развитии в них воспаления. Как правило, повреждение тканей сопровождается развитием инфекции (на рисунке бактерии обозначены черными палочками). Центральную роль в остром воспалительном процессе играют тканевые тучные клетки, макрофаги и поступающие из крови полиморфно-ядерные лейкоциты. Они являются источником биологически активных веществ, провоспалительных цитокинов, лизосомных ферментов, всех факторов проявления воспаления: покраснение, жар, отек, болезненность. При переходе острого воспаления в хроническое основная роль в поддержании воспаления переходит к макрофагам и Т-лимфоцитам.

Гуморальные факторы защиты.

К неспецифическим гуморальным факторам защиты относятся: лизоцим, комплемент, пропердин, В-лизины, интерферон.

Лизоцим. Лизоцим открыт П. Л. Лащенко. В 1909 г. он впервые обнару­жил, что яичный белок содержит особое вещество, способное бактерицидно действовать на некоторые виды бактерий. Позже было установлено, что это действие обусловлено особым ферментом, который в 1922 г. Флемингом назван лизоцимом.

Лизоцим представляет собой фермент мурамидазу. По сво­ей природе лизоцим является белком, состоящим из 130-150 аминокислотных остатков. Оптимальную активность фермент проявляет при рН = 5,0-7,0 и темпе­ратуре +60С°

Лизоцим содержится во многих секретах человека (слезе, слюне, молоке, кишечной слизи), скелетных мышцах, спинном и головном мозге, в околоплод­ных оболочках и водах плода. В плазме крови его концентрация составляет 8,5±1,4 мкг/л. Основная масса лизоцима в организме синтезируется тканевыми макрофагами и нейтрофилами. Снижение титра лизоцима в сыворотке наблюдается при тяжелых инфекционных заболеваниях, воспалении легких и др.

Лизоцим оказывает следующие биологические эффекты:

1) повышает фагоцитоз нейтрофилов и макрофагов (лизоцим, изменяя по­верхностные свойства микробов, делает их легкодоступными фагоцитозу);

2) стимулирует синтез антител;

3) удаление лизоцима из крови приводит к снижению в сыворотке уровня комплемента, пропердина, В-лизинов;

4) усиливает литическое действие гидролитических ферментов на бакте­рии.

Комплемент. Система комплемента открыта в 1899 г. Ж. Борде. Ком­племент представляет собой комплекс белков сыворотки крови, состоящий бо­лее чем из 20 компонентов. Основные компоненты комплемента обозначаются буквой С и имеют номера от 1 до 9: С1, С2, СЗ, С4, С5, С6, С7.С8.С9. (Табл. 3-2.).

Т а б л и ц а 3-2. Характеристика белков системы комплемента человека.

* - в условиях полной активации

Продуцируются компоненты комплемента в печени, костном мозге, селе­зёнке. Основными клетками продуцентами комплемента являются макрофаги. С1-компонент продуцируется эпителиоцитами кишечника.

Компоненты комплемента представлены в виде: проферментов (эстераз, протеиназ), белковых молекул, не обладающих ферментативной активностью, и в виде ингибиторов системы комплемента. В обычных условиях компоненты комплемента находятся в неактивной форме. Факторами, активирующими систему комплемента, являются ком­плексы антиген-антитело, агрегированные иммуноглобулины, вирусы, бакте­рии.

Активация системы комплемента приводит к активации литических ферментов комплемента C5-C9, – так называемого мембрано-атакующего комплекса (МАК), который, встраиваясь в мембрану животных и микробных клеток, фор­мирует трансмембранную пору, что приводит к гипергидратации клетки и её гибели. (Рис. 3-2, 3-3).

Р и с. 3-2. Графическая модель активации комплемента.

Р и с. 3-3. Структура активированного комплемента.

Существует 3 пути активации системы комплемента:

Первый путь - классический. (Рис. 3-4).

Р и с. 3-4. Механизм классического пути активации комплемента.

Е – эритроцит или другая клетка. А – антитело.

При этом способе активация литических ферментов МАК С5-С9 осущест­вляется через каскадную активацию C1q, C1r, С1s, С4, С2, с последующим во­влечением в процесс центральных компонентов СЗ-С5 (Рис.3-2, 3-4). Основным ак­тиватором комплемента по классическому пути являются комплексы антиген-антитело, образованные иммуноглобулинами классов G или М.

Второй путь – обводной, альтернативный (Рис. 3-6).

Р и с. 3-6. Механизм альтернативного пути активации комплемента.

Этот механизм активации комплемента запускается вирусами, бактериями, агрегированными иммуноглобулинами, протеолитическими ферментами.

При этом способе активация литических ферментов МАК С5-С9 начина­ется с активации СЗ компонента. В этом механизме активации комплемента не участвуют первые три компонента комплемента С1, С4, С2, но в активации СЗ дополнительно участвуют факторы В и Д.

Третий путь представляет собой неспецифическую активацию системы комплемента протеиназами. Такими активаторами могут служить: трипсин, плазмин, калликреин, лизосомные протеазы и бактериальные ферменты. Акти­вация системы комплемента при этом способе может происходить на любом от­резке от С 1 до С5.

Активация системы комплемента способна вызывать следующие биоло­гические эффекты:

1) лизис микробных и соматических клеток;

2) содействие отторжению трансплантата;

3) высвобождение из клеток биологически активных веществ;

4) усиление фагоцитоза;

5) агрегацию тромбоцитов, эозинофилов;

6) усиление лейкотаксиса, миграцию нейтрофилов из костного мозга и высвобождение из них гидролитических ферментов;

7) через выделение биологически активных веществ и увеличение прони­цаемости сосудов содействие развитию воспалительной реакции;

8) содействие индукции иммунного ответа;

9) активация свёртывающей системы крови.

Р и с. 3-7. Схема классического и альтернативного путей активации комплемента.

Врожденный дефицит компонентов комплемента снижает устойчивость организма к инфекционным и аутоиммунным заболеваниям.

Пропердин. В 1954г. Пиллимер впервые обнаружил в крови особый вид белков, способных активировать комплемент. Этот белок получил название пропердин.

Пропердин относится к классу гамма-иммуноглобулинов, имеет м.м. 180 000 дальтон. В сыворотке здоровых людей он находится в неактивной форме. Активация пропердина происходит после соединения его с фактором В на поверхности клеток.

Активированный пропердин способствует:

1) активации комплемента;

2) освобождению гистамина из клеток;

3) продукции хемотаксических факторов, привлекающих фагоциты к месту воспаления;

4) процессу коагуляции крови;

5) формированию воспалительной реакции.

Фактор В. Представляет собой белок крови глобулиновой природы.

Фактор Д . Протеиназы, имеющие м.м. 23 000. В кро­ви представлены активной формой.

Факторы В и Д участвуют в активации комплемента по альтернативному пути.

В-лизины. Белки крови различной молекулярной массы, обладающие бактерицидными свойствами. Бактерицидное действие В-лизины проявляют как в присутствии, так и в отсутствие комплемента и анти­тел.

Интерферон. Комплекс молекул белко­вой природы, способных предотвращать и подавлять развитие вирусной инфек­ции.

Существует 3 типа интерферона:

1) альфа-интерферон (лейкоцитарный), продуцируется лейкоцитами, представлен 25 подтипами;

2) бета-интерферон (фибробластный), продуцируется фибробластами, представлен 2 подтипами;

3) гамма-интерферон (иммунный), продуцируется, главным образом, лимфоцитами. Гамма-интерферон известен как один тип.

Образование интерферона происходит спонтанно, а также под влиянием вирусов.

Все типы и подтипы интерферонов имеют единый механизм антивирусно­го действия. Он представляется следующим: ин­терферон, связываясь со специфическими рецепторами незараженных клеток, вызывает в них биохимические и генетические изменения, приводящие к снижению трансляции м-РНК в клетках и активации латентных эндонуклеаз, кото­рые, переходя в активную форму, способны вызывать деградацию м-РНК как вируса, так и самой клетки. Это приводит к тому, что клетки становятся нечув­ствительными к вирусной инфекции, создавая барьер вокруг очага инфекции.

Защита организма от антигенов осуществляется двумя группами факторов:

1. Факторами, обеспечивающими неспецифическую резистентность (устойчивость) организма к антигенам независимо от их происхождения.

2. Специфическими факторами иммунитета, которые направлены против конкретных антигенов.

К факторам неспецифической резистентности относятся:

1. механические

2. физико-химические

3. иммунобиологические барьеры.

1) Механические барьеры, создаваемые кожей и слизистыми оболочками, механически защищают организм от проникновения в него антигенов (бактерий, вирусов, макромолекул). Эту же роль выполняют слизь и реснитчатый эпителий верхних дыхательных путей (освобождающие слизистые оболочки от попавших на них инородных частичек).

2) Физико-химическим барьером, разрушающим попадающие в организм антигены, являются ферменты, хлористоводородная (соляная) кислота желудочного сока, альдегиды и жирные кислоты потовых и сальных желез кожи. На чистой и неповреждённой коже мало микробов, т.к. потовые и сальные железы постоянно выделяют на поверхности кожи вещества, обладающие бактерицидным действием (уксусная, муравьиная, молочная кислота).

Желудок – барьер для проникающих перорально бактерий, вирусов, антигенов, т.к. они инактивируются и разрушают под влиянием кислого содержимого желудка (pH 1,5-2,5) и ферментов. В кишечнике факторами служат ферменты, бактериоцины, образуемые нормальной микрофлорой кишечника, а также трипсин, панкреатин, липаза, амилаза и желчь.

3) Иммунобиологическую защиту осуществляют фагоцитирующие клетки, поглощающие и переваривающие микрочастицы с антигенными свойствами, а также система комплемента, интерферон, защитные белки крови.

I. Фагоцитоз открытый и изученный И.И. Мечниковым, является одним из основных мощных факторов, обеспечивающих резистентность организма, защиту от чужеродных и инородных веществ, в том числе микробов.

К фагоцитирующим клеткам И.И. Мечников отнес макрофаги и микрофаги.

В настоящее время существует единая мононуклеарная фагоцитирующая система .

В неё входят:

1. тканевые макрофаги (альвеолярные, перитонеальные и др.)

2. клетки Лангерганса (белые отростчатые эпидермоциты) и Гранштейна (эпидермоциты кожи)

3. клетки Купфера (звездчатые ретикулоэндотелиоциты).

4. эпителиодные клетки.

5. нейтрофилы и эозинофилы крови и др.

Процесс фагоцитоза имеет несколько стадий :

1) приближение фагоцита к объекту (хемотаксис)

2) адсорбция объекта на поверхности фагоцита

3) поглощение объекта

4) переваривание объекта.

Поглощение фагоцитируемого объекта (микроб, антигены, макромолекулы) осуществляется путём инвагинации клеточной мембраны с образованием в цитоплазме фагосомы, содержащей объект. Затем происходит слияние фагосомы с лизосомой клетки с образованием фаголизосомы, в которой объект переваривается с помощью ферментов.

В том случае, если проходят все стадии и процесс заканчивается перевариванием микробов, фагоцитоз называется завершенным .

Если же поглощенные микробы не погибают, а иногда даже размножаются в фагоцитах, то такой фагоцитоз называется незавершенным .

Активность фагоцитов характеризуется:

1. Фагоцитарные показатели оцениваются по числу бактерий, поглощенных или переваренных одним фагоцитом в единицу времени.

2. Опсонофагоцитарный индекс представляет собой отношение фагоцитарных показателей, полученных с сывороткой, содержащей опсонины, и контролем.

II. Гуморальные факторы защиты:

1) Тромбоциты– гуморальные факторы защиты играют важную роль в иммунитете, выделяя биологически активные вещества

(гистамин, лизоцим, лизины, Лейкины, простагландины и др.), которые участвуют в процессах иммунитета и воспаления.

2) Система комплемента – сложный комплекс белков сыворотки крови, находящийся обычно в неактивном состоянии и

активирующийся при образовании комплекса «антиген-антитело».

Функции комплемента многообразны, он является составной частью многих иммунологических реакций, направленных на освобождение организма от микробов и других чужеродных клеток и антигенов.

3) Лизоцим – протеолитический фермент, который синтезируется макрофагами, нейтрофилами и другими фагоцитирующими клетками. Фермент содержится в крови, лимфе, слезах, молоке,

сперме, на слизистых оболочках урогенитального тракта, дыхательных путей и ЖКТ. Лизоцим разрушает клеточную стенку бактерий, что приводит к их лизису и способствует фагоцитозу.

4) Интерферон – белок, который синтезируется клетками иммунной системы и соединительной ткани.

Различают три его вида:

Интерфероны синтезируются клетками постоянно. Их продукция резко возрастает при инфицировании организма вирусами, а также

при воздействии индукторов интерферона (интерфероногенов).

Интерферон широко применяется как профилактическое и лечебное средство при вирусных инфекциях, новообразованиях и иммунодефицитах.

5) Защитные белки сыворотки крови – это белки острой фазы, опсонины, пропердин, b-лизин, фибронектин.

К белкам острой фазы относятся:

a) С – реактивный

b) Пропердин - глобулин нормальной сыворотки крови, который способствует активации комплемента и таким образом участвует во многих иммунологических реакциях.

c) Фибронектин – универсальный белок плазмы крови и тканевых жидкостей, синтезирует макрофаги и обеспечивающий опсонизацию антигенов и связывание клеток с чужеродными веществами.

d) лизин – белки сыворотки крови, которые синтезируются тромбоцитами и повреждают цитоплазматическую мембрану бактерий.

Специфическая защита, направленная против конкретного антигена, осуществляется комплексом специальных форм реагирования иммунной системы:

1. антителообразованием

2. иммунный фагоцитоз

3. киллерная функция лимфоцитов

4. аллергические реакции, протекающие в виде гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ) и

Помимо фагоцитов, в крови находятся растворимые неспецифические вещества, губительно действующие на микроорганизмы. К ним относятся комплемент, пропердин, β-лизины, х-лизины, эритрин, лейкины, плакины, лизоцим и др.

Комплемент (от лат. complementum - дополнение) представляет собой сложную систему белковых фракций крови, обладающую способностью лизировать микроорганизмы и другие чужеродные клетки, например эритроциты. Различают несколько компонентов комплемента: С 1 , С 2 , С 3 и т. д. Комплемент разрушается при температуре 55° С в течение 30 мин. Это свойство называется термолабильностью. Он разрушается также при встряхивании, под влиянием УФ-лучей и т. п. Помимо сыворотки крови, комплемент обнаружен в различных жидкостях организма и в воспалительном экссудате, но отсутствует в передней камере глаза и спинномозговой жидкости.

Пропердин (от лат. properde - подготовлять) - группа компонентов нормальной сыворотки крови, активирующая комплемент в присутствии ионов магния. Он сходен с ферментами и играет важную роль в устойчивости организма к инфекции. Снижение уровня пропердина в сыворотке крови свидетельствует о недостаточной активности иммунных процессов.

β-лизины - термостабильные (устойчивые к действию температуры) вещества сыворотки крови человека, обладающие антимикробным действием, в основном по отношению к грамположительным бактериям. Разрушаются при 63° С и под действием УФ-лучей.

Х-лизин - термостабильное вещество, выделенное из крови больных с высокой температурой. Обладает способностью без участия комплемента лизировать бактерии, главным образом грамотрицательные. Выдерживает нагревание до 70-100° С.

Эритрин выделен из эритроцитов животных. Оказывает бактериостатическое действие на возбудителей дифтерии и некоторые другие микроорганизмы.

Лейкины - бактерицидные вещества, выделенные из лейкоцитов. Термостабильны, разрушаются при 75-80° С. Обнаруживаются в крови в очень небольших количествах.

Плакины - сходные с лейкинами вещества, выделенные из тромбоцитов.

Лизоцим - фермент, разрушающий оболочку микробных клеток. Он содержится в слезах, слюне, жидкостях крови. Быстрое заживление ран конъюнктивы глаза, слизистых оболочек полости рта, носа объясняется в значительной степени наличием лизоцима.

Бактерицидными свойствами обладают также составные компоненты мочи, простатическая жидкость, экстракты различных тканей. В нормальной сыворотке содержится в небольшом количестве интерферон.

Контрольные вопросы

1. Что такое гуморальные факторы неспецифической защиты?

2. Какие гуморальные факторы неспецифической защиты Вы знаете?

Специфические факторы защиты организма (иммунитет)

Перечисленные выше компоненты не исчерпывают всего арсенала факторов гуморальной защиты. Главными среди них являются специфические антитела - иммуноглобулины, образующиеся при введении в организм чужеродных агентов - антигенов.

Антигены

Антигены - генетически чужеродные для организма вещества (белки, нуклеопротеиды, полисахариды и др.), на введение которых организм отвечает развитием специфических иммунологических реакций. Одна из таких реакций - образование антител.

Антигены обладают двумя основными свойствами: 1) иммуногенностью, т. е. способностью вызывать образование антител и иммунных лимфоцитов; 2) способностью вступать с антителами и иммунными (сенсибилизированными) лифоцитами в специфическое взаимодействие, которое проявляется в виде иммунологических реакций (нейтрализации, агглютинации, лизиса и др.). Антигены, обладающие обоими признаками, называются полноценными. К ним относятся чужеродные белки, сыворотки, клеточные элементы, токсины, бактерии, вирусы.

Вещества, не вызывающие иммунологических реакций, в частности выработку антител, но вступающие в специфическое взаимодействие с готовыми антителами, получили название гаптенов - неполноценных антигенов. Гаптены приобретают свойства полноценных антигенов после соединения с крупномолекулярными веществами - белками, полисахаридами.

Условиями, определяющими антигенные свойства различных веществ, являются: чужеродность, макромолекулярность, коллоидное состояние, растворимость. Проявляется антигенность при попадании вещества во внутреннюю среду организма, где происходит встреча его с клетками иммунной системы.

Специфичность антигенов, способность их соединяться только с соответствующим антителом - уникальное биологическое явление. Оно лежит в основе механизма сохранения постоянства внутренней среды организма. Это постоянство обеспечивает иммунная система, распознающая и уничтожающая генетически чужеродные вещества (в том числе и микроорганизмы, их яды), находящиеся в его внутренней среде. Иммунная система человека несет постоянный иммунологический надзор. Она способна распознавать чужеродность при отличии клетки всего по одному гену (раковые).

Специфичность - особенность строения веществ, по которой антигены отличаются друг от друга. Она определяется антигенной детерминантой, т. е. небольшим участком молекулы антигена, который и соединяется с антителом. Число таких участков (группировок) у разных антигенов различно и определяет число молекул антител, с которыми может соединяться антиген (валентность).

Способность антигенов соединяться только с теми антителами, которые возникли в ответ на активацию иммунной системы данным антигеном (специфичность), используется в практике: 1) диагностика инфекционных болезней (определение специфических антигенов возбудителя или специфических антител в сыворотке крови больного); 2) профилактика и лечение больных инфекционными болезнями (создание невосприимчивости к определенным микробам или токсинам, специфическая нейтрализация ядов возбудителей ряда болезней при иммунотерапии).

Иммунная система четко дифференцирует "свои" и "чужие" антигены, реагируя только на последние. Однако возможны реакции на собственные антигены организма - аутоантигены и возникновение против них антител - аутоантител. Аутоантигенами становятся "забарьерные" антигены - клетки, вещества, которые в течение жизни идивидуума не контактируют с иммунной системой (хрусталик глаза, сперматозоиды, щитовидная железа и др.), а приходят в соприкосновение с ней при различных повреждениях, всасываясь обычно в кровь. А поскольку при развитии организма эти антигены не распознавались как "свои", то не сформировалась естественная толерантность (специфическая иммунологическая безответность), т. е. в организме остались клетки иммунной системы, способные к иммунному ответу на эти собственные антигены.

В результате появления аутоантител могут развиться аутоиммунные заболевания как следствие: 1) прямого цитотоксического действия аутоантител на клетки соответствующих органов (например, зоб Хасимото - повреждение щитовидной железы); 2) опосредованного действия комплексов аутоантиген - аутоантитело, которые откладываются в поражаемом органе и вызывают его повреждение (например, системная красная волчанка, ревматоидный артрит).

Антигены микроорганизмов . Микробная клетка содержит большое число антигенов, имеющих разное расположение в клетке и разное значение для развития инфекционного процесса. У разных групп микроорганизмов антигены имеют различный состав. У кишечных бактерий хорошо изучены О-, К-, Н-антигены.

О-антиген связан с клеточной стенкой микробной клетки. Его обычно называли "соматическим", так как считали, что этот антиген заключен в теле (соме) клетки. О-антиген грамотрицательных бактерий - сложный липополисахаридно-протеиновый комплекс (эндотоксин). Он термостабилен, не разрушается при обработке спиртом и формалином. Состоит из основного ядра (core) и боковых полисахаридных цепей. Специфичность О-антигенов зависит от строения и состава этих цепей.

К-антигены (капсульные) связаны с капсулой и клеточной стенкой микробной клетки. Их называют также оболочечными. К-антигены расположены более поверхностно, чем О-антигены. Они являются главным образом кислыми полисахаридами. Имеется несколько видов К-антигенов: А, В, L и др. Эти антигены отличаются друг от друга по устойчивости к температурным воздействиям. А-антиген наиболее устойчив, L - наименее. К поверхностным антигенам относят и Vi-антиген, который имеется у возбудителей брюшного тифа и некоторых других кишечных бактерий. Он разрушается при 60° С. Наличие Vi-антигена связывали с вирулентностью микроорганизмов.

Н-антигены (жгутиковые) локализуются в жгутиках бактерий. Они представляют собой особый белок - флагеллин. Разрушаются при нагревании. При обработке формалином сохраняют свои свойства (см. рис. 70).

Протективный антиген (защитный) (от лат. protectio - покровительство, защита) образуется возбудителями в организме больного. Возбудители сибирской язвы, чумы, бруцеллеза способны образовывать протективный антиген. Его обнаруживают в экссудатах пораженных тканей.

Выявление антигенов в патологическом материале является одним из способов лабораторной диагностики инфекционных болезней. Для выявления антигена применяют различные иммунные реакции (см. ниже).

При развитии, росте и размножении микроорганизмов их антигены могут меняться. Происходит утрата некоторых антигенных компонентов, более поверхностно расположенных. Это явление носит название диссоциации. Примером ее может служить "S" - "R"-диссоциация.

Контрольные вопросы

1. Что такое антигены?

2. Каковы основные свойства антигенов?

3. Какие антигены микробной клетки Вы знаете?

Антитела

Антитела - это специфические белки крови - иммуноглобулины, образующиеся в ответ на введение антигена и способные специфически реагировать с ним.

В сыворотке человека имеется два вида белков: альбумины и глобулины. Антитела связаны в основном с глобулинами, измененными под воздействием антигена и названными иммуноглобулинами (Ig). Глобулины неоднородны. По скорости движения в геле при пропускании через него электрического тока их делят на три фракции: α, β, γ. Антитела принадлежат главным образом к γ-глобулинам. Эта фракция глобулинов имеет наибольшую скорость движения в электрическом поле.

Иммуноглобулины характеризуют по молекулярной массе, скорости осаждения при ультрацентрифугировании (центрифугировании с очень большой скоростью) и т. п. Различия этих свойств позволили разделить иммуноглобулины на 5 классов: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Все они играют роль в развитии иммунитета против инфекционных заболеваний.

Иммуноглобулины G (IgG) составляют около 75% всех иммуноглобулинов человека. Они наиболее активны в развитии иммунитета. Единственные из иммуноглобулинов проникают через плаценту, обеспечивая пассивный иммунитет плода. Имеют небольшую молекулярную массу и скорость осаждения при ультрацентрифугировании.

Иммуноглобулины М (IgM) образуются в организме плода и первыми появляются после заражения или иммунизации. К этому классу принадлежат "нормальные" антитела человека, которые образуются в течение его жизни, без видимого проявления инфекции или при бытовом многократном инфицировании. Имеют большую молекулярную массу и скорость осаждения при ультрацентрифугировании.

Иммуноглобулины A (IgA) обладают способностью проникать в секреты слизистых (молозиво, слюна, содержимое бронхов и др.). Они играют роль в защите слизистых оболочек дыхательного и пищеварительного трактов от микроорганизмов. По величине молекулярной массы и скорости осаждения при ультрацентрифугировании близки к IgG.

Иммуноглобулины Е (IgE) или реагины несут ответственность за аллергические реакции (см. главу 13). Играют роль в развитии местного иммунитета.

Иммуноглобулины D (IgD). Обнаружены в небольшом количестве в сыворотке крови. Изучены недостаточно.

Структура иммуноглобулинов . Молекулы иммуноглобулинов всех классов построены одинаково. Наиболее простая структура у молекул IgG: две пары полипептидных цепей, соединенных дисульфидной связью (рис. 31). Каждая пара состоит из легкой и тяжелой цепи, различающихся по молекулярной массе. Каждая цепь имеет постоянные участки, которые предопределены генетически, и переменные, образующиеся под воздействием антигена. Это специфические участки антитела называют активными центрами. Они вступают во взаимодействие с антигеном, который вызвал образование антител. Количество активных центров в молекуле антитела определяет валентность - число молекул антигена, с которым может связаться антитело. IgG и IgA - двухвалентны, IgM - пятивалентны.

Рис. 31. Схематическое изображение иммуноглобулинов

Иммуногенез - антителообразование зависит от дозы, кратности и способа введения антигена. Различают две фазы первичного иммунного ответа на антиген: индуктивную - от момента введения антигена до появления антителообразующих клеток (до 20 ч) и продуктивную, которая начинается к концу первых суток после введения антигена и характеризуется появлением антител в сыворотке крови. Количество антител постепенно увеличивается (к 4-му дню), достигая максимума на 7-10-й день и уменьшается к концу первого месяца.

Вторичный иммунный ответ развивается при повторном введении антигена. При этом индуктивная фаза значительно короче - антитела вырабатываются быстрее и интенсивнее.

Контрольные вопросы

1. Что такое антитела?

2. Какие Вы знаете классы иммуноглобулинов?

Похожая информация.

1. «Комплемент » - комплекс белковых молекул в крови, которые разрушают клетки или помечают их для уничтожения(от лат. Complementum-дополнение). В крови циркулируют различные фракции (частички) комплемента, обозначаемые символами С1,С2,С3…С9 и др. Находясь в разобщенном состоянии, они являются инертными белками-предшественниками комплемента. Сборка фракций комплемента в единое целое происходит при внедрении в организм болезнетворных микробов. Сформировавшись, комплемент выглядит в виде воронки и способен лизировать (уничтожать) бактерии или помечать их для уничтожения фагоцитами.

У здоровых людей уровень комплемента варьирует незначительно, но у больных может резко повышаться или снижаться.

2. Цитокины - небольшие пептидные информационные молекулы интерлейкины и интерфероны . Они регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз (естественная гибель клеток организма). Обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и при патологии.

Цитокин выделяется на поверхность клетки (в которой находился) и взаимодействуют с рецептором рядом находящейся другой клетки. Таким образом, передается сигнал, для запуска дальнейших реакции.

а) Интерлейки́ны (ИНЛ или IL) - группа цитокинов, синтезируемая в основном лейкоцитами (по этой причине было выбрано окончание «-лейкин»). Также производятся моноцитами и макрофагами. Существуют разные классы интерлейкинов от 1 до 11 и др.

б) Интерфероны (ИНФ) Это низкомолекулярные белки, содержащие небольшое количество углеводов (от анг.interfere-препятствую размножению). Различают 3 серологические группы α, β и γ. α – ИНФ - это семейство 20 полипептидов продуцируется лейкоцитами, β- ИНФ - гликопротеин, продуцируются фибробластами. γ – ИНФ продуцируется Т-лимфоцитами. Отличаясь по структуре, они обладают одинаковым механизмом действия. Под воздействием инфекционного начала секретируются многими клетками в месте входных ворот инфекции концентрация ИНФ в считанные часы многократно увеличивается. Его защитное действие в отношении вирусов сводится к ингибированию репликации РНК или ДНК. Связавшийся со здоровыми клетками ИНФ I типа защищает их от проникновения вирусов.

3. Опсонины это белки острой фазы. Усиливают фагоцитарную активность, оседают на фагоцитах и облегчают их связывание с а/г, покрытых иммуноглобулином (IgG и IgA) или комплементом.

Иммуногенез

Антителообразование называется иммуногенез и зависит от дозы, кратности и способа введения а/г.

Клетки, обеспечивающие иммунный ответ называются иммунокомпетентными, ведут начало от кроветворной стволовой клетки , которые образуются в красном костном мозге. Там же формируются лейкоциты, тромбоциты и эритроциты, а также предшественники Т и В – лимфоцитов.

На ряду с выше перечисленными клетками предшественники Т- и В- лимфоциты являются клетками иммунной системы. Для созревания Т – лимфоциты направляются в тимус.

В – лимфоциты начальное созревание проходят в красном костном мозге, а завершают созревание в лимфатических сосудах и узлах. В – лимфоциты произошло от слова “бурса” – сумка. В сумке Фабрициуса у птиц развиваются клетки, сходные с В – лимфоцитами человека. У человека органа образующего В – лимфоциты не найдено. Т и В – лимфоциты покрыты ворсинками (рецепторами).

Хранение Т – и В – лимфоцитов осуществляется в селезенке. Весь этот процесс происходит без внедрения антигена. Обновление всех клеток крови и лимфы происходит постоянно.

Процесс формирования Jg может быть продолжен, если происходит проникновение а/г в организм.

В ответ на внедрение а/г реагируют макрофаги. Они определяют чужеродность а/г, затем фагоцитируют и если макрофаги не справились, образованный комплекс гистосовместимости (MHC) (а\г+макрофаг), данный комплекс выделяет вещество интерлейкин I (ИНЛ I) порядка, это вещество действует на Т – лимфоциты, которые дифференцируются на 3 разновидности Тk (киллеры), Th (Т-хелперы), Ts (Т-супрессоры).

Th выделяют ИНЛ II порядка, который действует на преобразование В – лимфоцитов и активацию Тk. После такой активации В - лимфоциты трансформируются в плазматические клетки, из которых в конечном итоге получаются Jg (М,D,G,А,Е,).

Процесс выработки Jg происходит, если человек заболевает впервые.

Если происходит повторное заражение этим же видом микроба, схема выработки Jg сокращается. В этом случае оставшиеся, на В – лимфоцитах JgG соединяются сразу же с а/г и трансформируются в плазматические клетки. Т – система остается, не задействована. Одновременно с активацией В – лимфоцитов при повторном заражении активизируется мощная система сборки комплемента.

Тk обладают противовирусной защитой. Ответственны за клеточный иммунитет: разрушают опухолевые клетки, трансплантированные клетки, мутировавшие клетки собственного организма, учавствуют ГЗТ. В отличие от NK-клеток, T-киллеры специфически распознают определённый антиген и убивают только клетки с этим антигеном.

NK -клетки. Естественные киллеры , натуральные киллеры (англ. Natural killer cells (NK cells) ) - большие гранулярные лимфоциты, обладающие цитотоксичностью против опухолевых клеток и клеток, зараженных вирусами. NK-клетки рассматривают как отдельный класс лимфоцитов. NK являются одним из важнейших компонентов клеточного врождённого иммунитета, осуществляют неспецифическую защиту. Они не имеют Т-клеточных рецепторов, CD3 или поверхностных иммуноглобулинов.

Ts - Т-супрессоры (англ. regulatory T cells, suppressor T cells, Treg ) или регуляторные Т- лимфоциты. Основная их функция - контролировать силу и продолжительность иммунного ответа через регуляцию функции Т-хелперов и Тk. При завершении инфекционного процесса нужно прекратить преобразование В – лимфоцитов в плазматические клетки, Ts подавляют (инактивируют) выработку В – лимфоцитов.

Специфические и неспецифические факторы иммунной защиты всегда действуют одномоментно.

Рисунок схемы выработки иммуноглобулинов

Антитела

Антитела (а\т) - это специфические белки крови, другое название иммуноглобулины, образующиеся в ответе на внедрение а/г.

А/т связанные с глобулинами, и измененные под действием, а\г называются иммуноглобулинами (J g) их делят на 5 классов: JgА, JgG, JgМ, JgЕ, JgД. Все они нужны для ответной реакции иммунитета.JgG имеет 4 подкласса JgG 1-4. .Данный иммуноглобулин составляет 75% от всех иммуноглобулинов. Его молекула самая маленькая, поэтому проникает через плаценту матери, и обеспечивает естественный пассивный иммунитет плода. При первичном заболевании JgG формируется и накапливается. В начале заболевания концентрация его мала, при развитии инфекционного процесса и количество JgG возрастает, при выздоровлении, концентрация снижается и в небольшом количестве остается в организме после перенесенного заболевания, обеспечивая иммунологическую память.

JgМ первыми появляются при заражении и имуннизации. Имеют большую молекулярную массу (самая крупная молекула). Образуется при бытовом многократном инфицировании.

JgА содержится в секретах слизистых дыхательных путей и пищеварительного тракта, а также в молозиве, слюне. Участвуют в противовирусной защите.

JgЕ ответственен за аллергические реакции, участвуют в развитии местного иммунитета.

JgД обнаружен в небольшом количестве в сыворотке крови человека, изучен недостаточно.

Структура Jg

Наиболее простые JgЕ, JgД, JgА

Активные центры связываются с а/г, от количества центров зависит валентность а/т. Jg + G двухвалентны, JgМ – 5ти валентен.

В основном, это вещества белковой природы, находящиеся в плазме крови:

Схема № 2: Неспецифические механизмы защиты: Гуморальные факторы внутренней среды

Биологические эффекты активации комплемента:

1) Сокращение гладкой мускулатуры (С3а, С5а);

2) увеличение проницаемости сосудов (С3а, С4а, С5а);

3) дегрануляция базофилов (С3а, С5а);

4) агрегация тромбоцитов (С3а, С5а);

5) опсонизация и фагоцитоз (С3b);

6) активация кининовой системы (С2b);

7) МАК, лизис;

8) Хемотаксис (С5а)

Активация системы комплемента ведет к лизису чужеродных и инфицированных вирусом собственных клеток организма. *

Чужеродная клетка (слева – классический путь активации комплемента) метится (опсонизируется) в результате связывания с иммуноглобулинами или (справа – альтернативный путь активации комплемента) особые структуры мембраны (например, липополисахариды или антигены мембраны, индуцированные вирусами) делаются «заметными» для системы комплемента. Продукт С3b объединяет оба пути реакции. Он расщепляет С5 на С5а и С5b. Компоненты С5b – С8 полимеризуются с С9 и образуют трубкообразный мембраноатакующий комплекс (МАК), проходящий сквозь мембрану клетки-мишени и приводящий к проникновению внутрь клетки Са 2+ (при высоких внутриклеточных концентрациях цитотоксичен!), а также Na + и Н 2 О.

* Активация каскада реакций системы комплемента включает гораздо больше этапов, чем приводится в схеме. В частности, отсутствуют различные ингибирующие факторы, которые помогают контролировать избыточную реакцию в системе свертывания и фибринолитической системе.

Специфические механизмы защиты клеточного гомеостазиса

Осуществляются иммунной системой организма и являются основой иммунитета.

· Белки и их соединения с липидами, полисахаридами

Иммунная система – это совокупность.