Клетъчни фактори на неспецифична резистентност. Фактори на неспецифична антимикробна резистентност на макроорганизма
Устойчивото запазване на високата продуктивност на селскостопанските животни до голяма степен зависи от умелото използване от хората на адаптивните и защитни свойства на тялото им. Става необходимост от систематично и цялостно изучаване на естествената устойчивост на животните. В условията на ферма само тези животни могат да дадат очаквания ефект, които имат висока естествена устойчивост на неблагоприятни условия на околната среда.
Технологията на производство в животновъдството трябва да е съчетана с физиологичните нужди и възможности на животното.
Известно е, че при високопродуктивните животни и птици фокусът на биохимичните процеси върху синтеза на веществата, които изграждат продукта, е много интензивен. Това напрежение в метаболитните процеси при животните допълнително се утежнява от факта, че продуктивният период до голяма степен съвпада с периода на бременността. От имунобиологична гледна точка състоянието на живите организми в съвременни условияхарактеризиращ се с намаляване на имунологичната реактивност и неспецифичен имунитет.
Проблемът за изучаване на естествената устойчивост на животните е получил вниманието на много изследователи: A.D. Адо; С.И. Пляшченко; ДОБРЕ. Бурая, Д.И. Барсукова; И.Ф. Храбустовски.
Защитната функция на кръвта, професор А.Я. Ярошев го характеризира по следния начин: „Кръвта е мястото, където се намират различни видове антитела, както тези, образувани в отговор на навлизането на микроорганизми, вещества, токсини, така и тези от видовете, които осигуряват придобит и вроден имунитет.
Естествената устойчивост и имунитет са защитни средства. Превъзходството на едно от тези защитни устройства е спорно. Не може да се отрече, че по време на инкубационния период преди изграждането на имунитет, тялото оказва решителна съпротива срещу инфекциозния агент и често излиза победител. Именно тази първоначална резистентност към инфекциозен агент се осъществява от факторите неспецифична защита. В същото време характеристика на естествената резистентност, за разлика от имунитета, е способността на тялото да наследява неспецифични защитни фактори.
Естествената или физиологичната устойчивост на организма е общобиологично свойство както на растенията, така и на животните. Съпротивлението на организма към вредни фактори външна среда, включително микроорганизми.
В областта на изучаването на естествения имунитет, разработването на теоретични принципи и прилагането на постигнатите постижения в практиката на селскостопанското производство, местни и чуждестранни селекционери са направили много. Що се отнася до животновъдството, изследванията по този най-труден и много важен проблем са доста разпръснати, отделни и необединени от общ фокус.
Не може да се отрече, че изкуствената имунизация на селскостопанските животни е изиграла и продължава да играе неоценима роля в борбата с много инфекциозни заболявания, нанесли огромни щети на животновъдната продукция, но не може да се смята, че това е единственият начин да се запази благосъстоянието на животни за неопределено време.
Медицината и ветеринарната медицина познават повече от хиляда инфекциозни заболявания, причинени от микроорганизми. Дори да са създадени ваксини и серуми срещу всички тези заболявания, трудно е да си представим тяхното широко практическо приложение в масов мащаб.
Както е известно, в животновъдството имунизацията се извършва само срещу най опасни инфекциив застрашаващи зони.
В същото време постепенната, несъмнено много дългосрочна селекция и селекция на животни с висока устойчивост ще доведе до създаването на индивиди, ако не напълно, то до голяма степен устойчиви на повечето вредни фактори.
Опитът на местното и чуждестранното животновъдство показва, че във фермите и птицефермите не са силно инфекциозни заболявания, а инфекциозни и неинфекциозни заболявания, които могат да възникнат на фона на намаляване на нивото на естествена резистентност на стадо.
Важен резерв за увеличаване на производството на продукти и подобряване на тяхното качество е намаляването на заболеваемостта и отпадъците. Това е възможно чрез повишаване на общата устойчивост на организма чрез подбор на индивиди, които са имунизирани срещу различни заболявания.
Проблемът за повишаване на естествената резистентност е тясно свързан с използването на генетичните наклонности, представлява голям научен интерес и има голямо икономическо значение. Имунизацията на животните и тяхната генетична устойчивост трябва да се допълват взаимно.
Развъждането за устойчивост на някои болести поотделно може да бъде ефективно, но размножаването за устойчивост на няколко болести едновременно с размножаването за продуктивни характеристики е практически невъзможно. Въз основа на това е необходим подбор за повишаване на общото ниво на естествената устойчивост на тялото. Има много примери, при които едностранният подбор за продуктивност, без да се вземе предвид естествената резистентност, води до преждевременно бракуване и загуба на ценни линии и семейства.
Създаването на животни и птици с високо ниво на естествена устойчивост изисква специални развъдни и генетични програми, в които трябва да се обърне голямо внимание на въпроси като установяване на фенотипа и генотипа на птици, характеризиращи се с повишена естествена устойчивост, изучаване на наследствеността на устойчивостта признак, установяване на връзка между признаците на естествена устойчивост и стопански полезни признаци, използване на признаци на естествена устойчивост в развъждането. В същото време нивото на естествена устойчивост трябва преди всичко да отразява способността на тялото да издържа на неблагоприятни фактори на околната среда и да показва резерва на тялото от защитни сили.
Контролът върху нивото на естествена устойчивост може да се планира през периоди на растеж и продуктивност, като се вземе предвид технологията, приета във фермата, или принуден преди прилагането на технологични методи: въвеждане на ново оборудване, прехвърляне на животни и птици от една условия на отглеждане на друг, ваксинация, ограничено хранене, използване на нови фуражни добавки и др. Това ще позволи своевременно идентифициране на негативните аспекти на текущите дейности и предотвратяване на намаляване на производителността, намаляване на процента на бракуване и смъртност.
Всички данни за определяне на естествената устойчивост на животните и птиците трябва да се съпоставят с други показатели за наблюдение на растежа и развитието, които се получават във ветеринарната лаборатория.
Мониторингът на нивото на естествена резистентност трябва да помогне за определяне на планираната численост за безопасност на добитъка и своевременно очертаване на мерки за съществуващи нарушения.
Изследванията на нивото на естествена резистентност позволяват по време на селекционния период да се избират високопродуктивни индивиди, които едновременно имат висока устойчивост с нормални функции на физиологичните системи.
Планираните изследвания на нивото на естествена резистентност трябва да се извършват върху една и съща група на определени календарни дати, свързани със стреса на метаболитните процеси през определени периоди на продуктивност (различни периоди на продуктивност, периоди на растеж).
Естествената резистентност е реакция на целия организъм, която се регулира от централната нервна система. Следователно, за да се прецени степента на естествена устойчивост, трябва да се използват критерии и тестове, които отразяват състоянието на реактивността на организма като цяло.
Специфичността на функциите на имунната система се определя от процеси, предизвикани от чужди вещества, антигени, и въз основа на разпознаването на последните. Въпреки това, основата за разгръщането на специфични имунни процеси са по-древни реакции, свързани с възпаление. Тъй като те съществуват във всеки организъм преди началото на каквато и да е агресия и тяхното развитие не изисква разгръщане на имунен отговор, тези защитни механизми се наричат естествени или вродени. Те осигуряват първата линия на защита срещу биологична агресия. Втората линия на защита е адаптивният имунен отговор – антиген-специфичният имунен отговор. Факторите на естествения имунитет сами по себе си са доста ефективни в предотвратяването и борбата с биологичната агресия, но при висшите животни тези механизми обикновено са обогатени със специфични компоненти, които изглежда са наслоени върху тях. Системата от естествени имунни фактори е границата между самата имунна система и областта, попадаща в обхвата на патофизиологията, която също разглежда механизмите и биологичното значение на редица прояви на естествения имунитет, които служат като неразделни компоненти на възпалителния отговор.
Тоест, заедно с имунологичната реактивност в организма съществува система на неспецифична защита или неспецифична резистентност. Въпреки факта, че неспецифичната устойчивост на животни и птици към различни неблагоприятни влияния на околната среда до голяма степен се осигурява от левкоцитната система на тялото, тя зависи не толкова от броя на левкоцитите, колкото от техните неспецифични защитни фактори, които присъстват в тялото от първия ден на живота и продължават до смъртта. Той включва следните компоненти: непропускливост на кожата и лигавиците; киселинност на стомашното съдържание; наличието в кръвния серум и телесните течности на бактерицидни вещества - лизозим, пропердин (комплекс от суроватъчен протеин, М+ йони и комплемент), както и ензими и антивирусни вещества (интерферон, термоустойчиви инхибитори).
Неспецифичните защитни фактори са първите, които се включват в борбата при навлизане на чужди антигени в тялото. Те, така да се каже, подготвят почвата за по-нататъшното развитие на имунните реакции, които определят изхода от битката.
Естествената устойчивост на животните към различни неблагоприятни влияния на околната среда се осигурява от неспецифични защитни фактори, които присъстват в тялото от първия ден на живота и продължават до смъртта. Сред тях решаваща роля играе фагоцитозата с нейните защитни механизми. клетъчни механизмии хуморални резистентни фактори, най-важните от които са лизозим и бактерицидни фактори. Тоест специално място сред защитните фактори заемат фагоцитите (макрофаги и полиморфонуклеарни левкоцити) и система от кръвни протеини, наречена комплемент. Те могат да бъдат класифицирани като неспецифични и имунореактивни защитни фактори.
Промените в факторите на неспецифичния имунитет при животни и птици имат характеристики, свързани с възрастта, по-специално с възрастта хуморалните се увеличават и клетъчните намаляват.
Хуморалните фактори на неспецифичната резистентност осигуряват бактерицидни и бактериостатични ефекти на тъканите и соковете на тялото и причиняват лизис на определени видове микроорганизми. Степента на проявление на защитните свойства на жив организъм към микробен агент е добре илюстрирана от общата бактерицидна активност на кръвния серум. Бактерицидната активност на кръвния серум е интегрален показател за антимикробната активност на всички налични антимикробни вещества, както топлинно лабилни (комплемент, пропердин, нормални антитела), така и термостабилни (лизозим, бета-лизин) принципи.
Сред факторите на естествения имунитет на организма е лизозимът – универсален, древен защитен ензим, широко разпространен в растителния и животински свят. Лизозимът е особено разпространен в тялото на животните и хората: в кръвния серум, секрети храносмилателни жлезиИ респираторен тракт, мляко, слъзна течност, шийка на матката, черен дроб, далак, птичи яйца.
Лизозимът е основният протеин с молекулно тегло 14-15 хиляди D. Молекулата му е представена от една полипептидна верига, състояща се от 129 аминокиселинни остатъка и имаща 4 дисулфидни връзки. Лизозимът при животните се синтезира и секретира от гранулоцити, моноцити и макрофаги.
Лизозимът в кръвния серум играе поне двойна роля. Първо, има антимикробен ефект върху широк кръгсапрофитни микроби, разрушаващи мукопротеиновите вещества в клетъчните стени. Второ, не е изключено участието му в придобитите имунни реакции. Бета-лизинът има свойството да унищожава бактериалните клетки, когато се активира от комплемента.
Този ензим има основните свойства на протеин и предизвиква бърз лизис на живи клетки на някои видове бактерии. Действието му се изразява в разтваряне на специфични мукополизахаридни обвивки на чувствителни към него микроорганизми или инхибиране на техния растеж. В допълнение, лизозимът убива бактериите, принадлежащи към много други видове, но не причинява техния лизис.
Лизозимът се съдържа в гранулоцитите и се освобождава в активна форма в течната среда около левкоцитите в резултат на дори минимално увреждане на клетките. В тази връзка неслучайно този ензим се класифицира като вещество, което определя естествения и придобит имунитет на организма към инфекции.
Системата на комплемента е сложен комплекс от протеини, представени главно в β-глобулиновата фракция, наброяваща, включително регулаторни, около 20 компонента, които представляват 10% от кръвните серумни протеини и представлява система от каскадно действащи пептидни хидролази. Катаболизмът на компонентите на комплемента е най-висок в сравнение с други серумни протеини, като до 50% от системните протеини се обновяват през деня.
Като се има предвид колко сложни са серумните протеини в системата на комплемента, не е изненадващо, че отне около 70 години, за да се установи фактът, че комплементът се състои от 9 компонента, а те от своя страна могат да бъдат разделени на 11 независими протеина.
Комплементът е описан за първи път от Бюхнер през 1889 г. Под името "алексин" той е термолабилен фактор, в присъствието на който се наблюдава лизис на микроби. Комплементът получи името си поради факта, че допълва (допълва) и засилва действието на антителата и фагоцитите, предпазвайки организма на човека и животните от повечето бактериални инфекции. През 1896 г. Борд е първият, който идентифицира комплемента като фактор, присъстващ в пресния серум, който е необходим за лизиране на бактерии и червени кръвни клетки. Този фактор не се промени след предварителната имунизация на животното, което направи възможно ясното разграничаване на комплемента от антителата. Защото бързо разбраха, че комплементът не е единственият функционално веществов серума вниманието е насочено към способността му да стимулира лизиране на непокътнати клетки; комплементът започва да се разглежда почти изключително в светлината на способността му да повлиява клетъчния лизис.
Изследването на комплемента в аспекта на кинетичния анализ на етапите, водещи до клетъчен лизис, позволи да се получат точни данни за последователното взаимодействие на компонентите на комплемента и важни доказателства за многокомпонентния характер на системата на комплемента. Идентифицирането на тези фактори показва, че комплементът е важен медиатор във възпалителния процес.
Комплементът е най-важният активатор на цялата система от придобити и нормални антитела, които при липсата му са неефективни при имунни реакции(хемолиза, бактериолиза, отчасти реакция на аглутинация). Комплементът е система от каскадно действащи пептидни хидролази, обозначени като С1 до С9. Установено е, че по-голямата част от компонента се синтезира от хепатоцити и други чернодробни клетки (около 90%, С3, С6, С8, фактор В и др.), както и моноцити - макрофаги (С1, С2, С3, С4, C5).
Различните компоненти на комплемента и техните фрагменти, образувани в процеса на активиране, могат да причинят възпалителни процеси, клетъчен лизис и да стимулират фагоцитозата. Крайният резултатможе да има сглобяване на комплекс от компоненти С5, С6, С7, С8 и С9, атакуващи мембраната с образуване на канали в нея и повишаване на пропускливостта на мембраната за вода и йони, което причинява клетъчна смърт.
Активирането на комплемента може да стане по два основни начина: алтернативен - без участието на антитела и класически - с участието на антитела.
Бактерицидните фактори са тясно свързани помежду си и лишаването от серум на един от тях причинява промени в съдържанието на други.
Така комплементът, заедно с антитела или други сенсибилизиращи агенти, може да убие някои бактерии (например Vibrio, Salmonella, Shigella, Escherichia) чрез увреждане на клетъчната стена. Muschel и Treffers показаха, че бактерицидната реакция в S. Typhi - морско свинче C' - заешки или човешки антитела" наподобява в някои отношения хемолитичната реакционна система: Md++ засилва бактерицидната активност; кривите на бактерицидното действие са подобни на кривите на хемолитичната реакция; има обратна връзка между бактерицидната активност на антителата и комплемента; За да се убие една бактериална клетка, е необходимо много малко количество антитела.
За да настъпи увреждане или промени в клетъчната стена на бактериите, е необходим лизозим, а този ензим действа върху бактериите само след като са били третирани с антитела и комплемент. Нормалният серум съдържа достатъчно лизозим, за да увреди бактериите, но ако лизозимът бъде отстранен, не се наблюдава увреждане. Добавянето на кристален лизозим от яйчен белтък възстановява бактериолитичната активност на системата антитяло-комплемент.
В допълнение, лизозимът ускорява и засилва бактерицидния ефект. Тези наблюдения могат да бъдат обяснени въз основа на предположението, че антитялото и комплементът, в контакт с бактериалната клетъчна мембрана, разкриват субстрата, върху който действа лизозимът.
В отговор на навлизането на патогенни микроби в кръвта, броят на левкоцитите се увеличава, което се нарича левкоцитоза. Основната функция на левкоцитите е да унищожават патогени. Неутрофилите, които съставляват по-голямата част от левкоцитите, имат амебоидни движения и могат да се движат. Влизайки в контакт с микроби, тези големи клетки ги улавят, изсмукват ги в протоплазмата, усвояват и унищожават. Неутрофилите улавят не само живи, но и мъртви бактерии, останки от разрушени тъкани и чужди тела. Лимфоцитите също участват в реставрационни процесислед възпаление на тъканите. Една бяла кръвна клетка може да унищожи повече от 15 бактерии и понякога умира в процеса. Тоест необходимостта от определяне на фагоцитната активност на левкоцитите като показател за устойчивостта на организма е очевидна и не изисква обосновка.
Фагоцитозата е специална форма на ендоцитоза, при която се поглъщат големи частици. Фагоцитозата се извършва само от специфични клетки (неутрофили и макрофаги). Фагоцитозата е един от най-ранните механизми на човешката защита и различни видовеживотни от много външни влияния. За разлика от изследването на други ефективни функции на неутрофилите, изследванията на фагоцитозата са станали традиционни. Както е известно, фагоцитозата е многофакторен и многоетапен процес, като всеки от неговите етапи се характеризира с развитието на каскада от сложни биохимични процеси.
Процесът на фагоцитоза се разделя на 4 етапа: приближаване до фагоцитирания обект, контакт и адхезия на частици към повърхността на левкоцита, абсорбция на частици и тяхното смилане.
Първи етап: Способността на левкоцитите да мигрират към фагоцитирания обект зависи както от хемотаксичните свойства на самия обект, така и от хемотаксичните свойства на кръвната плазма. Хемотаксисът е движение в дадена посока. Следователно хемотаксисът е определена гаранция за включването на неутрофилите в поддържането на имунната хомеостаза. Хемотаксисът включва най-малко две фази:
1. Фаза на ориентация, по време на която клетките или се удължават, или образуват псевдоподии. Около 90% от клетките се ориентират в дадена посока в рамките на няколко секунди.
2. Фаза на поляризация, по време на която се осъществява взаимодействието между лиганда и рецептора. Освен това еднаквостта на реакцията към хемотактични фактори от различно естество дава основание да се приеме универсалността на тези способности, които очевидно са в основата на взаимодействието на неутрофила с външната среда.
Втори етап: адхезия на частици към повърхността на левкоцита. Левкоцитът реагира на адхезията и улавянето на частици чрез повишаване на нивото на метаболитна активност. Наблюдава се трикратно увеличение на абсорбцията на O2 и глюкоза, както и интензивността на аеробната и анаеробната гликолиза. Това метаболитно състояние по време на фагоцитоза се нарича „метаболитна експлозия“. Придружава се от дегранулация на неутрофилите. Съдържанието на гранулите се освобождава в извънклетъчната среда чрез екзоциноза. Въпреки това, дегранулацията на неутрофилите по време на фагоцитозата е напълно организиран процес: първо специфични гранули се сливат с външната клетъчна мембрана и едва след това азурофилни гранули. И така, фагоцитозата започва с екзоцитоза - спешно освобождаване във външната среда на бактерицидни протеини и киселинни хидролази, участващи в резорбцията на имунните комплекси и неутрализирането на извънклетъчните бактерии.
Трети етап: след контакта и адхезията на частиците към повърхността на фагоцита следва тяхното усвояване. Фагоцитираната частица навлиза в неутрофилната цитоплазма в резултат на инвагинация на външната клетъчна мембрана. Инвагинираната част от мембраната с обградената частица се отцепва, което води до образуването на вакуола или фагозома. Този процес може да се случи едновременно в няколко области на клетъчната повърхност на левкоцитите. Контактният лизис и сливането на мембраните на лизозомните гранули и фагоцитната вакуола води до образуването на фаголизозома и навлизането на бактерицидни протеини и ензими във вакуолата.
Четвърти етап: вътреклетъчно разграждане (храносмилане). Фагоцитни вакуоли, образувани по време на изпъкналост и завързване на клетъчната мембрана, се сливат с гранули, разположени в цитоплазмата. В резултат на това храносмилателните вакуоли изглеждат пълни със съдържанието на гранули и фагоцитирани частици. През първите три минути след фагоцитозата във вакуоли, пълни с бактерии, се поддържа неутрално рН, което е оптимално за действието на ензими, специфични гранули - лизозим, лактоферин и алкална фосфотаза. Тогава стойността на рН спада до 4, което води до оптимум за действие на азурофилни гранулирани ензими - миелопероксидаза и водоразтворими киселинни хидролази.
Унищожаването на живите обекти или завършената фагоцитоза трябва да се разглежда като крайно явление, в което са фокусирани много връзки на ефекторния потенциал на клетката. Фундаментален етап в изследването на антимикробните свойства на фагоцитите беше развитието на идеята, че убиването на бактерии (килер ефект) няма нищо общо с разграждането (храносмилането) на мъртви обекти - убити микроби, фрагменти от собствените им тъкани, клетки и др. Това се улеснява от откриването на нови бактерицидни фактори и системи, механизми на тяхната цитотоксичност и методи за свързване с фагоцитни реакции. От гледна точка на реактивността всички бактерицидни фактори на неутрофилите могат да бъдат разделени на 2 групи.
Първият включва компоненти, предварително формирани в зрял неутрофил. Тяхното ниво не зависи от клетъчната стимулация, а се определя изцяло от количеството вещество, синтезирано в процеса на гранулопоеза. Те включват лизозим, някои протеолитични ензими, лактоферин, катионни протеини и пептиди с ниско молекулно тегло, наречени "дефензини" (от английски defince - защита). Те лизират (лизозим), убиват (катионни протеини) или инхибират растежа на бактерии (лактоферин). Тяхната роля в антимикробната защита се потвърждава от наблюдения, направени в анаеробен режим: неутрофилите, лишени от възможността да използват бактерицидните свойства на активирания кислород, обикновено убиват микроорганизмите.
Факторите от втората група се образуват или рязко активират при стимулиране на неутрофилите. Колкото по-интензивна е клетъчната реакция, толкова по-високо е тяхното съдържание. Повишеният окислителен метаболизъм води до образуването на кислородни радикали, които заедно с водороден пероксид, миелопероксидаза и халогени съставляват ефекторната връзка на кислород-зависимия апарат за цитотоксичност. Би било погрешно да се поставят различни антимикробни фактори. Тяхната ефективност до голяма степен зависи от взаимното равновесие, условията, при които протича фагоцитозата, и вида на микроба. Ясно е например, че в анаеробна среда биоцидните моменти, независими от кислорода, излизат на преден план. Те унищожават много бактерии, но дори един резистентен, вирулентен щам може да разкрие провала на такава система. Антимикробният потенциал се състои от сумата от взаимно допълващи се, често взаимно компенсиращи взаимодействия, които осигуряват максимална ефективност на бактерицидните реакции. Увреждането на отделните му връзки отслабва неутрофила, но не означава пълна безпомощност в защитата срещу инфекциозни агенти.
Следователно, трансформацията на нашите представи за гранулоцитите, по-специално за неутрофилите, претърпя изключително големи промени през последните години и днес хетерогенността на функционалните възможности на неутрофилите едва ли дава основание да ги класифицираме като всички известни клетки, участващи в различни форми на имунологични отговор. Това се потвърждава както от огромния набор от функционални възможности на неутрофилите, така и от обхвата на тяхното влияние.
Голям интерес представляват промените в естествената устойчивост в зависимост от различни фактори.
Един от най-важните аспекти на проблема за естествената устойчивост на организма е изучаването на неговата възрастови характеристики. Реактивните свойства в растящия организъм се развиват постепенно и окончателно се формират едва на определено ниво на общо физиологично съзряване. Следователно младите и възрастните организми имат различна чувствителност към заболявания и реагират различно на въздействието на патогенните агенти.
Постнаталният период на развитие на повечето бозайници се характеризира със състояние на намалена реактивност на тялото, изразяващо се в пълното отсъствие или слабото проявление на неспецифични хуморални фактори. Този период също се характеризира с неадекватен възпалителен отговор и ограничена проява на специфични хуморални защитни фактори. С развитието на животните тяхната реактивност постепенно се усложнява и подобрява, което е свързано с развитието на ендокринните жлези, формирането на определено ниво на метаболизма, подобряването на защитните устройства срещу инфекции, интоксикации и др.
Клетъчните защитни фактори в животинския организъм възникват по-рано от хуморалните. При телетата клетъчната защитна функция на тялото е най-силно изразена през първите дни след раждането. В по-напреднала възраст степента на фагоцитоза постепенно се увеличава с колебания в опсон-фагоцитния индикатор нагоре или надолу, в зависимост от условията на задържане. Преходът от млечни към растителни фуражи намалява фагоцитната активност на левкоцитите. Ваксинирането на телета в първите дни от живота повишава активността на фагоцитозата.
Освен това при телета, родени от неимунизирани крави, фагоцитната активност на левкоцитите е 5 пъти по-ниска, отколкото при телета, родени от крави, имунизирани с паратифен антиген. Храненето с коластра също повишава активността на белите кръвни клетки.
Фагоцитните реакции при телета се увеличават до 5-дневна възраст, след което на 10-дневна възраст започват рязко да намаляват. Най-ниските нива на фагоцитоза се наблюдават на 20-дневна възраст. Фагоцитната активност на левкоцитите през този период е дори по-ниска, отколкото при еднодневните телета. Започвайки от 30-дневна възраст, се наблюдава постепенно повишаване на фагоцитната активност на левкоцитите и интензивността на тяхната абсорбция на микроорганизми. Тези показатели достигат своите максимални стойности на възраст от 6 месеца. Впоследствие показателите на фагоцитозата се променят, но стойностите им остават почти на нивото на 6-месечна възраст. Следователно до тази възраст клетъчните защитни фактори в тялото на телетата вече са напълно оформени.
При новородените телета нормалните аглутинини към антигена на Gärtner отсъстват и се появяват едва на 2...2,5 месеца. Телетата, ваксинирани в първите дни от живота си с ваксина срещу паратиф, не произвеждат антитела. Аглутинините към този антиген се появяват едва на 10...12-дневна възраст и се образуват в нисък титър до 1,5 месеца. През първите 3...7 дни от живота на телетата те са слабо изразени и достигат нивото на възрастните животни едва на 2-месечна възраст.
Най-ниското ниво на бактерицидна активност в кръвния серум на телета се наблюдава при новородени преди получаване на коластра. На 3-ия ден след раждането бактерицидната активност на кръвния серум се увеличава и до 2-месечна възраст практически достига нивото на възрастни животни.
Лизозим не се открива при новородени телета преди хранене с коластра. След пиене на коластра се появява лизозим, но до 10-ия ден той намалява почти наполовина. Въпреки това, до навършване на един месец титърът на лизозима постепенно отново се увеличава. По това време телетата вече са в състояние самостоятелно да произвеждат лизозим. На 2-месечна възраст титърът на лизозима достига максималната си стойност, след което до 6-месечна възраст количеството му се поддържа приблизително на същото ниво, след което титърът отново намалява на 12-месечна възраст.
Както може да се види, през първите 10 дни от живота на телетата високата способност на левкоцитите за фагоцитоза компенсира липсата на бактерицидна активност на кръвния серум. В повече късни датипромените в бактерицидната активност на кръвния серум имат вълнообразен характер, което очевидно е свързано с условията на задържане и сезоните на годината.
Агнетата на първия ден от живота имат сравнително висок фагоцитен индекс, който рязко намалява до 15-дневна възраст, след което отново се повишава и достига своя максимум до 2-месечна възраст или малко по-късно.
Свързаната с възрастта динамика на хуморалните фактори на естествената резистентност на организма при агнетата също е проучена доста подробно. Така че, в първите дни от живота те имат намалена производителностестествена устойчивост. Способността за производство на антитела се проявява на 14...16-дневна възраст и достига нивото на имунологична реактивност на възрастни животни до 40...60 дни. През първите дни от живота на агнетата, инхибирането на микробите при контакт с кръвен серум е слабо изразено; на 10-15-дневна възраст бактерицидната активност на серума се повишава леко и до 40-60 дни достига нивото характерни за възрастни овце.
При прасенцата от раждането до 6-месечна възраст също се наблюдава определен модел на промени в показателите на клетъчните и хуморалните защитни фактори.
При прасенцата най-ниските нива на фагоцитоза се наблюдават на 10-дневна възраст, впоследствие до 6-месечна възраст се наблюдава постепенно повишаване. Тоест до 10-дневна възраст прасенцата изпитват рязък спад във всички показатели на фагоцитозата. Най-изразената проява на фагоцитоза се наблюдава при прасенца на 15-дневна възраст. Ранно отбитите и изкуствено хранени прасенца имат по-ниски стойности на фагоцитния индекс в сравнение с прасенцата, хранени под свинете, въпреки че ранното отбиване не е повлияло на растежа им.
Най-ниските нива на опсон-фагоцитна реакция се наблюдават на 20-дневна възраст. През този период намалява не само фагоцитната активност на левкоцитите, но и броят им в 1 mm3 кръв (фагоцитен капацитет). Рязкото намаляване на скоростта на фагоцитозата очевидно е свързано с прекратяването на доставката на антитела, които насърчават фагоцитозата с коластрата. От 20-дневна възраст фагоцитната активност на левкоцитите постепенно нараства и достига максимум на 4-месечна възраст.
Допълнителната активност при прасенцата започва да се открива едва на 5-дневна възраст и, като постепенно се увеличава, достига нивото на възрастни животни до 2...3-ия месец от живота.
Образуването на висок титър на серумни протеини при прасенца се случва независимо от ваксинацията на свинете майки, до края на четвъртата седмица от живота. Бактерицидните свойства на кръвта при прасенцата са най-изразени до третата седмица от живота.
На 2-дневна възраст прасенцата имат добре изразена способност на кръвния серум да инхибира растежа на тестовите микроби.
До 10-дневна възраст се наблюдава рязко намаляване на бактерицидната способност на серума. В същото време намалява не само интензивността на потискане на микробния растеж от серума, но и продължителността на неговото действие. Впоследствие, с увеличаване на възрастта на животните, бактерицидната активност на кръвния серум се увеличава.
Следователно младите животни през първите 3...4 дни от живота се характеризират със слаба имунологична зрялост, тяхната естествена устойчивост към неблагоприятните ефекти на факторите на околната среда е ниска, което е свързано с висока заболеваемост и смъртност през този период.
В птица ранен периодразвитие (60 дни) се характеризира със слаба проява на хуморални фактори на неспецифичния имунитет на тялото. За разлика от тези показатели, тялото на птицата в ранния етап на онтогенезата съдържа голямо количество лизозим. Що се отнася до клетъчните защитни фактори, тези показатели са доста високи.
В периода на завършване на ювенилното линеене и пубертета на организма, всеки специфичен показател на естествената устойчивост на организма има своя индивидуална динамика на изменение. Така окислително-възстановителната функция на кръвта продължава постоянно да се повишава. На 150-дневна възраст допълнителната активност на кръвния серум при заместващи млади животни се увеличава значително. Съдържанието на лизозим в кръвния серум има ясна тенденция към намаляване. Бактерицидната активност на кръвния серум на този етап от постембрионалното развитие на домашните птици значително се увеличава и надвишава нивото на 60-дневни пилета. Периодът на пубертета при птиците се характеризира с леко намаляване на интензивността на фагоцитите на псевдоеозинофилните гранулоцити и увеличаване на процента на фагоцитните псевдоеозинофилни гранулоцити.
Третият период на изследването, в сравнение с първия и втория, до голяма степен се определя от производството на яйца на птицата. С началото на яйцеполагането и последващото му увеличаване настъпва по-значително намаляване на редокс функцията на кръвта. Допълнителната активност на кръвния серум се увеличава с увеличаване на производството на яйца и максималното му количество е регистрирано на възраст 210-300 дни, което съответства на пика на снасянето на яйца. Бактерицидната активност има тенденция да се увеличава към началото на яйцеполагането до своя пик и след това намалява. Това очевидно е свързано с по-интензивната дейност на яйцеобразуващите органи. С увеличаване на нивото на яйцеполагане, фагоцитната интензивност и процентът на фагоцитните псевдоеозинофилни гранулоцити при възрастните птици се увеличава в сравнение с пилетата. По този начин можем да кажем, че показателите за естествена резистентност при домашните птици са силно повлияни от нивото на тяхната продуктивност; Колкото по-висока е производителността, толкова по-интензивни са неспецифичните защитни фактори на организма.
Както беше посочено по-рано (виж Глава 1), функционалният елемент включва микроваскулатурата, лимфните съдове, артериовенозните съдове, вазомоторните нерви, специфичните клетки, както и мастоцитите, хистиоцитите и ретикуларните клетки и влакна, които образуват ретикулоендотелната мрежа. Ретикулоендотелната мрежа е характерна за миелоидните и лимфоидните тъкани. Ретикуларните клетки са способни да фагоцитират антигенни протеини, но
нямат подвижност и затова се наричат фиксирани макрофаги.Ретикулоендотелната мрежа е широко представена в структурите на фарингеалния лимфоиден пръстен и участва в защитните реакции при редица стоматологични заболявания.
Мастни клеткикогато са изложени на увреждащ фактор, те се произвеждат физиологично активни вещества(хепарин, хистамин, серотонин, допамин, ензими) и ги освобождават в периваскуларните пространства на функционалния елемент. Това води до промяна в състоянието на микроваскулатурата на последния и развитие на първите етапи на възпалението: краткотрайно стесняване на кръвоносните съдове, последвано от тяхното разширяване и появата на хиперемия, повишена пропускливост на съдовата стена, адхезия към вътрешна стенасъдове на левкоцити и моноцити, излизането им в периваскуларните пространства, което е в основата на образуването на демаркационна зона около мястото на увреждане.
Хистиоцитите на функционалния елемент под въздействието на увреждащи фактори се превръщат в макрофаги, способни да абсорбират и унищожават антигени и микроорганизми.
Описаните реакции се наблюдават при редица стоматологични заболявания, например гингивит, в началните етапи на който хиперемията на венците в цервикалните области на зъбите е ясно видима поради разширяването на аферентните съдове на микроциркулаторното легло. При липса или недостатъчност на лечението се увеличава броят на грам-отрицателните бактерии и техните ендотоксини, прогресират промените в микроциркулаторното легло: диапедеза на левкоцити и еритроцити, засилва се ексудацията на плазма в периваскуларните пространства, изтичането на функционалния елемент през лимфните съдове са нарушени - възниква подуване на венците или устната лигавица, което се наблюдава например при стоматит с различна етиология. По-нататъшното развитие на заболяването е свързано със спиране на кръвообращението в микросъдовете, нарушен трофизъм, некроза - възниква улцерозен гингивит (язвено-некротичен стоматит на Венсан).
По този начин, в началните етапи на действието на увреждащите агенти, факторите на естествената (неспецифична) резистентност участват в защитата на тялото, най-важните елементикоито са макрофаги (ретикуларни, мастоцити и хистиоцити). Основният защитен механизъм на този етап е фагоцитозата.
Фагоцитоза- процес, който съчетава различни клетъчни реакции, насочени към разпознаване на обекта на фагоцитоза, неговото усвояване, унищожаване и отстраняване от тялото. Основните етапи на фагоцитозата:
Хемотаксисът е движението на фагоцит към обект;
Привличане - адхезията на обект към повърхността на фагоцит с постепенно потапяне в клетката и образуване на фагозома;
абсорбция;
Ензимно смилане;
Храносмилане.
Фагоцитозата може да бъде пълен, когато обектът е практически разтворен и остатъците от усвоения материал са изхвърлени от клетката, и непълен,когато се размножават микроорганизмите разрушават фагоцитната клетка. Контактът на макрофагите с чужди вещества завършва с фагоцитоза или адхезия, ако надвишават размера на фагоцита. Фагоцитозата и адхезията се причиняват от неспецифични рецептори на повърхността на фагоцитната мембрана. Разнообразието от рецептори е в основата на чувствителността на фагоцитите към множество стимули и важен индикатор за тяхната функционална зрялост и потенциална активност. Рецепторите позволяват на макрофага да се прикрепи здраво към мишената, да го опсонизира (подготвя за фагоцитоза) с помощта на имуноглобулини и комплемент и да фагоцитира.
По време на образуването на огнище на възпаление локомоторната функция на фагоцитите е от решаващо значение. Движението може да бъде спонтанно (хемокинеза) или причинено от химически агент (хемотаксис). Ендоцитозата и фагоцитозата са придружени от парализа двигателна активностклетки.
Фагоцитите са мощни секреторни клетки. Те секретират ензими (неутрални протеинази, киселинни хидролази, лизозим), ензимни инхибитори, някои плазмени протеини (компоненти на комплемента, фибронектин), вещества, които регулират функциите и растежа на други клетки (интерферон, интерлевкин-1). Фагоцитите, използвайки медиаторната система, унищожават извънклетъчни обекти, чийто размер изключва възможността за тяхното усвояване. Полинуклеарните и мононуклеарните левкоцити имат фагоцитна активност.
Полинуклеарни левкоцити (макрофаги)- предимно ней-трофили.Те са силно диференцирани краткотрайни клетки, които навлизат в кръвта от костния мозък след 2 седмици съзряване. В кръвоносната система те се обменят на всеки 5 ч. Попаднали в тъканите, неутрофилите живеят в тях 2-5 дни, почти без да се променят морфологично. Неутрофилите са подвижни, реагират на хемотаксични стимули, съдържат гранули с ензимна и бактерицидна активност, фагоцитират, но не са в състояние да осигурят имуногенността на антигена и да предизвикат имунен отговор. Съдържат на повърхността различни рецептори за широк клас вещества
вещества - хистамин, простагландини, кортикостероиди, имуноглобулини.
Неутрофилите са първите, които се втурват към мястото на възпалението, образувайки демаркационен вал с участието на възпалителни медиатори и кинини. Самите неутрофили имат цитотоксични свойства и участват в развитието на възпалителния процес, определяйки до известна степен по-нататъшния му ход и изход. След това мононуклеарните фагоцити се натрупват на мястото на възпалението, участвайки в неговото саниране, | елиминиране на органична деструкция, възстановяване на тъканен дефект. Неуспехът на полинуклеарните фагоцити и повишената фагоцитоза на разлагащи се клетки от макрофаги може да допринесе за развитието на гнойно възпаление, което обикновено се причинява от стафилококи и стрептококи, по-рядко от Pseudomonas aeruginosa, обикновено присъстващи в устната кухина. Гнойни форми на възпаление на кожата на устните, червената граница на устните, в ъглите на устата, на устната лигавица са често срещано явление в денталната практика. Съответните ръководства по дентална медицина описват признаците, естеството на курса и методите за лечение на такива гнойни патологични процеси като импетиго, гърчове, кипене, шанкриформна пиодермия, абсцеси и флегмони на лицево-челюстната област.
открити във всички тъкани на тялото. Продължителността на живота им варира от няколко седмици до няколко месеца. Във функционално отношение сред хетерогенните мононуклеарни макрофаги се разграничават ефекторни клетки, клетки, произвеждащи биологично активни вещества, и допълнителни клетки. Те произвеждат интерлевкин-1, компоненти на комплемента, интерферони, лизозим, плазминогенен активатор, монокини, цитокини, простагландин Е, тромбоксан А, левкотриени. Мононуклеарните фагоцити са една от основните части на защитната система на организма срещу патогенни агенти - бактерии, гъбички, протозои и други микроорганизми. Те елиминират мъртви и увредени клетки, органични и инертни частици и отделят биологично активни вещества. Макрофагите участват в процесите на възпаление, регенерация, възстановяване, фиброгенеза и изпълняват секреторни, цитотоксични, както и кооперативни и ефекторни функции при специфични имунни реакции. Първичната недостатъчност на моноцитната фагоцитна система, отделянето на нейното функциониране от полиморфонуклеарната левкоцитна система, води до развитие на грануломатозно възпаление, както понякога се случва при пародонтит (цистогранулома).
фибронектин -един от производителите на макрофаги, високомолекулен гликопротеин, изпълнява опсонизиращи и адхезивни функции. Характеризира се с висок афинитет (афинитет) към колаген, фибрин, актин, хепарин. Опсонизира небактериални частици, повишава фагоцитната активност на звездните ретикулоендотелиоцити (клетки на Купфер) под въздействието на различни патогенни агенти.
Простагландинисинтезирани от макрофаги, бъбречни клетки, ендокринни жлезии други тъкани. Основният механизъм на тяхното действие е влиянието им върху мембранната аленилциклазна система. Простагландините от различни серии (E, F, A) регулират клетъчните и хуморалните реакции. Те инхибират активността на Т-лимфоцитите, инхибират производството на антитела, миграцията на макрофагите и взаимодействат с лимфокини. Простагландините вероятно играят ролята на медиатори между фагоцитите на макрофагите и клетъчната подвижност в зоните на възпаление, т.е. са имунорегулатори на възпалителни процеси. Инхибирането на синтеза на простагландин води до повишаване на имунния отговор. Най-значимата роля в регулирането на последния принадлежи на простагландин Е. Макрофагите чрез монокинови медиатори усилват синтеза на колаген, пролиферацията на фибробластите и съдовия ендотел.
Интерферонповишава естествената устойчивост на организма. Синтезира се основно от макрофаги, лимфоцити и фибробласти под въздействието на вируси. За нормалното производство на интерферон в тялото е необходима пълна функция.
образуване на Т-лимфоцитната система; докато антивирусният ефект в до голяма степенсвързано с активирането на Т-лимфоцитите, произвеждащи интерферон гама. Известни са три вида интерферон: алфа интерферон, получен от левкоцити на човешка донорска кръв; бета интерферон - от човешки диплоидни клетки и гама интерферон, спонтанно произведен и имунен, получен чрез действието на митогени върху Т лимфоцити. Всички видове интерферон имат антивирусни, имуномодулиращи и антипролиферативни ефекти. Интерферонът е в състояние да блокира репликацията на ДНК и РНК вируси. Интерферонът потиска връзката на вирусната РНК с клетъчните рибозоми. Имуномодулиращият ефект на интерферона се свързва със способността му да повишава фагоцитозата, синтеза на антитела и да повишава цитотоксичната активност на клетките, предимно естествените клетки убийци. Алфа интерферонът е способен да инхибира клетъчната пролиферация, растежа на туморните клетки и да инхибира образуването на антитела. Мефенамова киселина и левамизол стимулират производството на интерферон. Лекарствата, съдържащи ACTH, значително намаляват (потискат) производството на интерферон. Производството на интерферон се увеличава с вирусни лезии на устната кухина: симплексен лишей (херпес симплекс), рецидивиращ херпес, остър херпесен стоматит, херпетично възпалено гърло, брадавици.
Свойството цитотоксичност и способността да произвеждат много цитокини също е присъщо на нестимулираните лимфоцити - естествени клетки убийци. Тези клетки действат независимо от антигенната стимулация, наличието на антитела и комплемент. Те са способни да лизират определени видове тумори, автоложни клетки, заразени с вируси, като по този начин извършват имунен надзор; участват в регулирането на диференциацията, пролиферацията и функционалната активност на В-лимфоцитите, процесите на образуване на антитела и синтеза на имуноглобулини. Естествените клетки убийци осигуряват първото ниво на защита, преди да се активират имунните механизми.
Пропердин- високомолекулен протеин от глобулиновата фракция на кръвния серум; се счита за нормално антитяло, образувано в резултат на естествена латентна имунизация различни веществаполизахаридна природа. Способен да се комбинира с полизахаридните структури на микробните клетки. В комбинация с други хуморални фактори пропердин осигурява бактерицидни, хемолитични, вирус-неутрализиращи свойства на кръвния серум и е медиатор на имунните реакции.
Система на комплементасе отнася до най-важните хуморални ефекторни системи на тялото. Състои се от 20 протеина
Хуморалните фактори включват: комплемент, интерферони, лизозим, бета-лизини и клетъчните фактори: неутрофилни левкоцити (микрофаги).
Основният хуморален фактор на неспецифичната резистентност е допълнение- сложен комплекс от кръвни серумни протеини (около 20), които участват в унищожаването на чужди антигени, активирането на коагулацията и образуването на кинини. Комплементът се характеризира с образуването на бърз, многократно усилващ се отговор на първичния сигнал, дължащ се на каскаден процес. Комплементът може да се активира по два начина: класически и алтернативен.В първия случай активирането възниква поради прикрепването към имунния комплекс (антиген-антитяло), а във втория - поради прикрепването към липополизахаридите на клетъчната стена на микроорганизмите, както и ендотоксина. Независимо от пътищата на активиране се образува мембранен атакуващ комплекс от белтъци на комплемента, който разрушава антигена.
Вторият и не по-малко важен фактор е интерферон. Той е имунитет срещу алфа левкоцити, бета фибробласти и гама интерферон. Те се произвеждат съответно от левкоцити, фибробласти и лимфоцити. Първите две се произвеждат постоянно, а интерферон гама се произвежда само когато вирусът навлезе в тялото.
В допълнение към комплемента и интерфероните, хуморалните фактори включват лизозим и бета-лизини. Същността на действието на тези вещества е, че като ензими те специфично разрушават липополизахаридните последователности в клетъчната стена на микроорганизмите. Разликата между бета-лизините и лизозима е, че те се произвеждат в стресови ситуации. В допълнение към тези вещества, тази група включва: С-реактивен протеин, протеини остра фаза, лактоферин, пропердин и др.
Неспецифична клетъчна резистентностсе осигурява от фагоцити: макрофаги - моноцити и микрофаги - неутрофили.
За да осигурят фагоцитоза, тези клетки са надарени с три свойства:
- Хемотаксис - насочено движение към обекта на фагоцитоза;
- Адхезивност - способността за прикрепване към обекта на фагоцитоза;
- Биоцидност - способността за смилане на обекта на фагоцитоза.
Последното свойство се осигурява от два механизма - кислород-зависим и кислород-независим. Механизъм, зависим от кислородасвързани с активирането на мембранни ензими (NAD оксидаза и др.) и производството на биоцидни свободни радикали, които възникват от глюкоза и кислород върху специален цитохром B-245. Независим от кислородамеханизмът е свързан с лизозомни протеини, отложени в костния мозък. Само комбинация от двата механизма осигурява пълно усвояване на обекта на фагоцитоза.
лизозим–термостабилен протеин, вид муколитичен ензим. Съдържа се в сълзи, слюнка, перитонеална течност, плазма и серум, левкоцити, майчиното млякои др. Произведен от моноцити и тъканни макрофаги, причинява лизис на много бактерии, неактивен срещу вируси.
Система за комплименти– многокомпонентна самосглобяваща се система от серумни протеини, която играе важна роля в поддържането на хомеостазата. Той се активира по време на процеса на самосглобяване, т.е. последователно добавяне на отделни фракции към получения комплекс. Те се произвеждат в чернодробните клетки от мононуклеарни фагоцити и се намират в кръвния серум в неактивно състояние.
Комплементът изпълнява редица функции:
- цитолитични и цитотоксични ефекти на таргетната клетка;
- анафилотоксините участват в имунопатологични реакции;
- ефективност на фагоцитоза на имунни комплекси (чрез Fc рецептори);
- фрагментът C3b насърчава свързването и улавянето на имунни комплекси от фагоцитите;
- фрагменти C3b, C5a и Bb (хемоатрактанти) участват в развитието на възпалението.
Интерферони– неспецифично защитава MKT клетките от вирусна инфекция(различни вируси). В същото време той има видова специфичност - човешкият интерферон е активен само при човешки T. Освен това има антипролиферативен (противотуморен) и имуномодулиращ ефект.
В зависимост от техния произход, първичен строеж и функции те се делят на 3 класа:
- Левкоцитният α-интерферон се получава в култури от левкоцити от донорска кръв, като се използват вируси, които не са опасни за хората (вируси на ваксиния и др.) Като интерфероногени. Проявява изразено антивирусно, както и антипролиферативно (противотуморно) действие.
- Фибробластният β-интерферон се получава в полу-непрекъснати култури от човешки диплоидни клетки, главно за антитуморна активност.
- Имунният γ-интерферон се получава в непрекъснати култури от лимфобластоидни клетки под въздействието на митогени В! или R! произход. Има по-слабо изразен антивирусен ефект, но силен имуномодулиращ ефект.
Механизъм антивирусно действиеинтерферон:
Интерферонът напуска засегнатата клетка и се свързва със специфични рецептори (ганглиозидоподобни вещества) на същата или съседни клетки. Рецепторите изпращат сигнал за синтеза на ензими - протеин кинази и ендонуклеази. Ензимите се активират от вирусни репликационни комплекси. В този случай ендонуклеазата разцепва вирусната иРНК, а протеин киназата блокира транслацията на вирусни протеини - инхибиране на вирусната репродукция.
Интерферонът не спасява вече засегната клетка, но предпазва съседните клетки от инфекция.
Концепцията за естествената устойчивост на тялото
В противоинфекциозната защита на организма участват неспецифични анатомични и физиологични фактори и високоспециализирана имунна система. Имунната система, която действа срещу причинителя на инфекциозно заболяване или друго чуждо вещество (антиген) с помощта на антитела и сенсибилизирани клетки (лимфоцити, макрофаги), по-ефективно осигурява противоинфекциозна защита. Въпреки това устойчивостта и защитата на организма от патогени зависи не само от специфични механизми на имунния отговор, но и от много неспецифични фактори и механизми. Неспецифичните защитни реакции са единственият фактор, предотвратяващ развитието на инфекциозния процес.
Неспецифичният антимикробен имунитет се осигурява от следните фактори: анатомо-физиологични, хуморални, клетъчни.
Съпротива
Анатомични и физиологични фактори на естествената устойчивост:
Кожно-лигавични бариери. Ненарушената кожа и лигавиците са не само механична бариера за микроорганизмите, но и имат свойството да оказват вредно въздействие върху тези микроорганизми. Бактерицидният ефект на кожата се свързва с веществата, отделяни от потните и мастните жлези, както и с мастните киселини, съдържащи се в кожата. Лигавици (конюнктива, носна лигавица, устната кухинаи др.) също имат бариерни свойства. Бактерицидното вещество лизозим, съдържащо се в слъзната течност, слюнката, носната слуз, кръвта, лимфата, млякото, играе важна роля в защитните свойства на кожата и лигавиците. пилешки протеин, рибен хайвер. Лизозимът е протеинова субстанция, която има силен разтварящ ефект върху муреина в клетъчната стена на много видове бактерии. Освен директен антибактериална активност, лизозимът има свойството да стимулира фагоцитозата.
В допълнение към лизозима, секретите на жлезите на храносмилателния тракт (слюнка, стомашен сок, жлъчка) имат изразена бактерицидна активност.
Възпаление. Патогенните микроорганизми, които са преодолели кожната и лигавичната бариера, започват масово проникване в по-дълбоките тъкани. В заразената зона кратко времесе развива възпалителна реакция или възпаление. Възпалението е сложна съдово-тъканна защитна и адаптивна реакция на организма в отговор на действието на патогенен стимул. Възпалението предпазва тялото от въздействието на патогенни фактори. Благодарение на възпалителната реакция, източникът на увреждане се демаркира от целия организъм, патогенният фактор се елиминира и се повишава местният и общ имунитет. Но при определени условия възпалението може да стане вредно за тялото (тъканна некроза, дисфункция).
С по-нататъшното си навлизане в тъканите и кръвта микроорганизмите срещат нова бариера - лимфните възли. Те са разположени по протежение на лимфните съдове и играят ролята на своеобразни филтри, които задържат микробните клетки.
Ако патогенът успее да преодолее тази бариера, тогава в макроорганизма има промяна в нивото на метаболизма и определени физиологични процеси. Така при много инфекциозни заболявания се получава повишаване на телесната температура поради промени в метаболитните и енергийните процеси.
Хуморални фактори на неспецифична резистентност.
Естествени (нормални) антитела. В кръвта на животни, които никога преди не са били болни или имунизирани, се откриват вещества в малки концентрации, които могат да реагират с много антигени. Тези вещества се наричат нормални антитела. Все още няма консенсус относно източниците на нормални антитела.
Лизини. Серумни протеини, които могат да разтварят някои бактерии и червени кръвни клетки. Лактоферин. Гликопротеин с желязо-свързваща активност. Той е специфичен компонент на секрецията на жлезите - слюнчени, млечни, слъзни, жлези на храносмилателния и пикочно-половия тракт. Лактоферинът е фактор на локалния имунитет, който предпазва епителните повърхности от микроби.
Допълнение. Многокомпонентна система от протеини в кръвния серум и други телесни течности. Комплементът се състои от девет компонента, които циркулират свободно в тялото под формата на неактивирани прекурсори и принадлежат към бета-глобулиновата фракция на кръвната плазма. Производители на прекурсори на комплемента са макрофаги, костен мозък, чернодробни клетки, тънко черво, лимфни възли. При определени условия неактивираните прекурсори на комплемента се активират в строго определен ред по класическия или алтернативния път.
По същество няма фундаментални биохимични разлики между класическия и алтернативния път на активиране на комплемента. Въпреки това, по отношение на клиничните прояви, разликите са доста значителни. С алтернативния път значително се увеличава съдържанието на фрагменти от протеинови молекули с висока биологична активност в кръвообращението, за да се неутрализират сложните механизми, които се активират, което увеличава възможността за развитие на бавен, често генерализиран възпалителен процес. Класическият начин е по-безвреден за тялото. При него микроорганизмите се повлияват едновременно от фагоцити и антитела, които специфично свързват антигенните детерминанти на микроорганизмите и активират системата на комплемента, като по този начин насърчават активирането на фагоцитозата. В този случай унищожаването на атакуваната клетка става едновременно с участието на антитела, комплемент и фагоцити, които може да не се появяват външно. В това отношение класическият път на активиране на комплемента се счита за по-физиологичен начин за неутрализиране и обезвреждане на антигени, отколкото алтернативата.
Интерферон. IF са протеинови вещества, които се произвеждат от клетки на гръбначни животни в отговор на въвеждането на вируси и други естествени и синтетични индуктори. Понастоящем са известни 14 α-интерферона (α-IF), произведени от макрофаги и лимфоцити, β-интерферон (β-IF), произведен от фибробласти, и γ-интерферон (γ-IF), произведен от Т-лимфоцити на периферната кръв . По време на вирусна инфекция в инфектираните клетки се индуцира синтеза на интерферон, който след това се секретира в междуклетъчното пространство, където се свързва с рецепторите на съседни неинфектирани клетки. Интерфероновите молекули не притежават директно антивирусен ефект, но след като се свържат с незаразените клетки, те предизвикват в тях синтеза на протеини, които имат антивирусна активност и ограничават разпространението на вируса от заразеното огнище. В резултат на промени в метаболитните процеси в клетка, изложена на IF, прикрепването на вируса към клетката се нарушава, ендоцитозата се потиска и транскрипцията и транслацията се инхибират.
Клетъчни фактори на естествена устойчивост
Фагоцитна система. Фагоцитозата е специална форма на ендоцитоза, при която се абсорбират големи частици (микроби, клетки и др.). При висшите животни фагоцитозата се извършва само от специфични клетки (неутрофили и макрофаги), които произлизат от обща прогениторна клетка и предпазват животните и хората от инфекция чрез поглъщане на нахлуващи микроорганизми, а също така изхвърлят стари или увредени клетки или клетъчни мембрани.
Сред макрофагите се прави разлика между подвижни (циркулиращи) и неподвижни (заседнали) клетки. Мобилните макрофаги са моноцити на периферната кръв, а неподвижните макрофаги са макрофагите на черния дроб, далака, лимфните възли, покриващи стените на малки кръвоносни съдове и други органи и тъкани.
Активността на фагоцитите е свързана с наличието на опсонини в кръвния серум. Опсонините са протеини в нормалния кръвен серум, които се свързват с микробите, което прави последните по-достъпни за фагоцитите.
Прави се разлика между пълна фагоцитоза (при която настъпва смърт на фагоцитирани клетки) и непълна фагоцитоза (не настъпва смърт на микроорганизми вътре в фагоцита).
И така, в основата на естествената устойчивост на живите организми е действието неспецифични механизми, най-вече отговарящи на увреждане на тъканите с възпалителни реакции. Тези механизми включват както клетъчни (макрофаги, мастоцити, неутрофили и др.), така и хуморални (комплемент, интерферон, лизозим и др.) фактори. Тези фактори имат ограничена способност да разпознават и унищожават бактерии, вируси, както и тези, които участват в контрола на процесите на пролиферация и диференциация на соматичните клетки, в защитата на организма срещу туморен растеж.
При гръбначните, особено при топлокръвните животни, по време на процеса на еволюция е имало едновременна рязка промяна в размера, телесната температура, продължителността на живота и местообитанието. По-специално, наличието на всички хранителни вещества и постоянна температура (термостат с постоянна хранителна среда) са създали в животните най-благоприятната среда за живота на огромен брой чужди микроорганизми, включително патогенни. За защита срещу тях бяха необходими нови, по-ефективни механизми за имунна защита. Това стана възможно с появата при висшите животни на допълнителна, най-напреднала лимфоидна имунна система, основните елементи на която са Т- и В-лимфоцитите, които имат специфичността и способността да създават и съхраняват имунологична памет на причинителя на болест и други генетично чужди агенти.
Връзката между реактивност и устойчивост.
· Увеличаването на реактивността предизвиква увеличаване на активното съпротивление. Например повишаването на телесната температура по време на треска спомага за увеличаване на образуването на антитела, което води до повишаване на имунитета.
· Повишена реактивност и понижено активно съпротивление. Например, увеличаването на производството на антитела по време на алергии води до намаляване на устойчивостта на организма към действието на вещества с антигенна природа.
· Намалената реактивност води до намалена устойчивост. Намаленото образуване на антитела води до намаляване на имунитета.
· Намалената реактивност води до повишена устойчивост. Например, при хипотермия се повишава устойчивостта на организма към инфекция, интоксикация и др. (хибернация).
Бариерните свойства (защитните фактори) на устната кухина се осигуряват от неспецифични и специфични (имунологични) механизми. Неспецифичните защитни фактори са свързани с структурни особеностилигавицата на устната кухина, защитните свойства на слюнката (оралната течност), както и нормална микрофлораустната кухина. Специфичните фактори се осигуряват от функционирането на Т-, В-лимфоцитите и имуноглобулините (антитела). Специфичните и неспецифичните защитни фактори са взаимосвързани и са в динамичен баланс. Механизмите на локалния имунитет са изключително чувствителни към въздействието на различни външни (екзогенни) и вътрешни (ендогенни) фактори. При нарушен локален или общ имунитет микрофлората в устната кухина се активира и развитието патологични процеси. Важни са екологичната ситуация, естеството на професионалната дейност, храненето и лошите навици на човек. Влошаването на екологичната ситуация и влиянието на неблагоприятните фактори на околната среда върху тялото доведоха до увеличаване на заболеваемостта на населението, увеличаване на инфекциозните, алергичните, автоимунните и други патологии. Клиничното протичане на различни човешки заболявания също се промени, процентът на атипичните и изтрити форми, устойчиви на общоприетите методи на лечение, се увеличи и по-често се отбелязва хронифициране на процеса. Често опортюнистични микроби стават патогенни за хората. В същото време с развитието на имунологията става ясно, че ходът и изходът на почти всички заболявания и патологични процеси в организма зависят в една или друга степен от функционирането на имунната система.
Неспецифични фактори на резистентност:
1. естествени бариери: кожа и лигавици
2. фагоцитна система (неутрофили и макрофаги)
3. система на комплемента
4. интерферони
5. бактерицидни хуморални фактори
6. система от естествени (нормални) клетки убийци, които нямат антиген
специфичност (Т-клетки убийци, N К-клетки).
1 .Кожа и лигавици. Способността на кожата да десквамира клетките осигурява механично отстраняване патогенна инфекцияи ефектите на млечната киселина и мастните киселини, съдържащи се в потта и секретите мастни жлезии кондициониране ниска стойностОказва се, че pH е пагубно за повечето бактерии с изключение на Staphylococcus aureus.
Секрет, секретиран от мукоцелуларния апарат слюнчените жлези, бронхи, стомах, черва и др вътрешни органи, действа като защитна бариера, предотвратявайки прикрепването на бактериите към епителните клетки и механичното им отстраняване поради движението на епителните реснички (при кашляне, кихане). Зачервяващият ефект на слюнката, сълзите и урината помага за защита на повърхността от увреждане, причинено от патогенни агенти. Много биологични течности, секретирани от тялото, съдържат вещества, които имат бактерицидни свойства (например лизозим в слюнката, сълзите, носните секрети; солна киселина V стомашен сок; лактопероксидаза в кърмаи т.н.). Според много изследователи собствената микрофлора на устната кухина също потиска растежа на патогенната флора поради конкурентното потребление на необходимите за растежа вещества и отделя фактори като водороден прекис, млечна киселина, нуклеази и дори лизозим.
2. Фагоцитна система, като неспецифични фактори на резистентност, е представен от два вида клетки: микрофаги (полиморфонуклеарни неутрофили) и макрофаги, трансформирани от моноцити, които остават в тъканите, образувайки система мононуклеарни фагоцити. Редица компоненти на слюнката (оксидаза, каликреин, кинини и др.) Имат изразена хемотаксична активност, поради което регулират миграцията на левкоцитите в устната кухина.
Всички фагоцити имат следните функции:
1. миграция – способността за произволно придвижване в пространството.
2. хемотаксис - способността за насочено движение в пространството.
3. адхезия - способността на фагоцитите да се придържат към определени субстрати и да се задържат върху тях.
4. ендоцитоза - способността за улавяне и абсорбиране на твърди частици и капчици течност.
5. бактерициден - способността да убива и усвоява бактериите.
6. секреция – способността за отделяне на хидролази и други биологично активни вещества.
Фагоцитозата е активното усвояване на твърд материал от клетките. Етапи на фагоцитоза: 1. Етап на приближаване 2. Етап на адхезия 3. Етап на абсорбция 4. Етап на храносмилане
На повърхността на фагоцитите има специални рецептори за опсонинови вещества. Опсонините са вещества, които насърчават адхезията на бактерии и антигени към фагоцитите и стимулират фагоцитозата. Адсорбцията на опсонини върху повърхността на бактериални клетки и антигени се нарича опсонизация. Сред опсонините най-важни са антителата - Ig G и междинните продукти на активиране на комплемента C 3b, С-реактивен протеин, фибронектин.
Механизми на унищожаване на микроорганизмите във фагоцита.
кислородна система (водороден пероксид и свободни радикали)
· лизозим
· лактоферин (конкурира се с микробите за железни йони)
· катионни протеини
лизозомни ензими
Фагоцитозата протича по-лесно в присъствието на калциеви и магнезиеви йони и при добра оксигенация. Неутрофилните гранули съдържат нискомолекулни катионни полипептиди и катионни протеини, лизозим, лактоферин и широка гама от хидролази, достатъчни да разградят всички или много липиди, полизахариди и протеини на бактерии, което води до тяхното значително унищожаване за няколко часа. Въпреки това, при висока плътност на неутрофили на единица обем тъкан, възниква тяхното самоактивиране и образуването на огнища на инфилтрирана тъкан (абсцеси, циреи). Активираните неутрофили са потенциално цитотоксични за околните клетки. ДА СЕ неспецифични факторирезистентността включва също моноцити и макрофаги. Макрофагите произвеждат разтворими протеинимонокини: интерлевкин-1, левкоцитен пироген, интерферони, простагландини, тромбоксан А2, левкотриени В и С, фибронектин, който участва в клетъчната адхезия, клетъчното разпространение и движение.
Дефекти на фагоцитната системазначително намаляват естествената устойчивост на организма. Те се появяват в комбинация с имунни нарушения. Има няколко варианта на тези дефекти.
1. Намалено производство или ускорено разграждане на гранулоцити, което е типично за детската хронична агранулоцитоза с автозомно-рецесивен тип наследяване, хиперспленизъм, свързана с пола хипогамаглобулинемия, лекарствени алергии. Това се проявява чрез периодична неутропения и моноцитопения, при които има повишаване на телесната температура, общо неразположение, главоболие, пиогенни инфекции, язви на устната лигавица и други усложнения, които представляват заплаха за живота на пациента.
2. Нарушена подвижност и хемотаксис на гранулоцититекакво се наблюдава при цироза на черния дроб, ревматоиден артрит(хемотаксисът се инхибира от имунни комплекси), захарен диабет, кандидоза на лигавиците и кожата (нарушена полимеризация на актин и метаболизъм на АТФ). В някои случаи нарушеният хемотаксис и фагоцитоза са свързани с наследствен дефект в определен тип протеин (GP110), което прави пациентите податливи предимно на бактериални инфекции.
3. Нарушаване на адхезивните свойства (опсонизация),което може да се дължи на липсата на мембранен гликопротеин (GP110), който засяга адхезията на неутрофилите, дефект в пропердиновата система и дефицит в приема на комплемент. Показва се чести инфекции: отит, пародонтит, пневмония.
4. Нарушаване на вътреклетъчния процес на обработка на антигенаможе да се дължи на забавено образуване или липса на специфични гранули в неутрофилите, което е придружено от потискане на техните бактерицидни свойства. Причините за потискане на бактерицидната активност могат да бъдат вроден дефицит на миелопероксидаза в първичните гранули на неутрофилите и макрофагите, както и липсата на лизозим, което може да се прояви като кандидоза.
5. Незавършеност на фагоцитозата. ПредпоставкаПроцесът на вътреклетъчна бактерицидна активност е постоянното производство на водороден пероксид от гранулоцити и моноцити. В противен случай фагоцитозата обикновено протича нормално, но патогените не се усвояват и запазват свойствата си. В резултат на това тежки рецидивиращи инфекции, дерматит, стоматит, разрушителни процесив белите дробове, хепатоспленомегалия. Установяват се грануломатозни изменения в засегнатите органи и тъкани, понякога с абсцесиране.
3. Система на комплемента- сложен комплекс от суроватъчни протеини (около 20 протеина). Комплементът е система от високоефективни протеази, чието последователно активиране предизвиква бактериолиза или цитолиза. От общото количество суроватъчни протеини системата на комплемента представлява 10%. Той е в основата на защитните сили на организма. Комплементът активира фагоцитозата, директно или косвено чрез антитела, опсонизиращи микроби. Компонентите на комплемента имат хемотаксична активност и участват в регулацията на хуморалния имунитет.
Основните функции на активирания комплемент:
1. опсонизация на бактерии, вируси и повишена фагоцитоза
2. лизиране на микроби и други клетки
3. хемотаксис
Нарушения на системата на комплемента:
1. Дефицит на компоненти на комплемента.Наследствен дефицит на С1, С2, С3 и други компоненти на тази система. Например дефицит на С1 - серумът губи бактерицидните си свойства, повтарящи се инфекции на горните дихателни пътища, възпаление на средното ухо, увреждане на ставите и хронични заболявания. гломерулонефрит. Компонент С3 е ключов при формирането на ензимните и регулаторни свойства на комплемента и неговият дефицит води до висока смъртност. Придобит дефицит на комплемента се наблюдава при ендокардит, сепсис, малария, някои вирусни инфекции, лупус еритематозус и ревматоиден артрит. При всички тези заболявания може да се развие гломерулонефрит, вероятно поради натрупването на AG+AT комплекси, които не се разрушават при липса на комплемент.
2. Дефицит на инхибитори и инактиватори на компонентите на комплемента.Дефицитът на С1 инхибитор води до прекомерно активиране на комплемента и развитие на оток на Quincke.
Тежките нарушения на системата на комплемента са характерни за остри бактериални и вирусни инфекции, автоимунна хемолитична анемия, имунна тромбоцитопения, гломерулонефрит, лупус еритематозус, серумна болест и др. Функционалните дефекти на системата на комплемента водят до тежки рецидивиращи инфекции (пневмония, стоматит) и патологични състоянияпричинени от имунни комплекси.
4. Бактерицидни хуморални фактори.Сред разтворимите бактерицидни съединения, произвеждани от тялото, най-често срещаният ензим е лизозим(муромидаза). Той разгражда муромовата киселина, която е част от обвивката на грам-отрицателните бактерии, което води до лизис клетъчни стенимикроорганизми. Лизозимът се синтезира и секретира от гранулоцити, моноцити и макрофаги, намира се във всички телесни течности: слюнка, слъзна течност, цереброспинална течност, кръвен серум - и е важен бактерициден фактор.
Лактоферин tсъщо се отнася до бактерицидни хуморални фактори. Това е протеин, съдържащ се в специфични гранули от неутрофили. Той играе важна роля в образуването на хидроксилни радикали от молекулярен кислород и водороден пероксид и производството на протеини в острата фаза чрез интерлевкин-1: С-реактивен протеин, фибриноген и компоненти на комплемента (С3 и С9).
5. Интерферони- протеини с ниско молекулно тегло, синтезирани от лимфоцити (14 вида a-интерферон) и фибробласти (b-интерферон). По време на вирусна инфекция, под въздействието на интерферони в неинфектирана клетка, се стимулира образуването на инхибиторни протеини, които нарушават възпроизвеждането на вируси.
6. Нормална клетъчна система убийци (NK).Това са естествени, природни, естествени убийци. Те са големи гранулирани лимфоцити - слабо диференцирани потомци на хемопоетични стволови клетки и имат неспецифично токсично действие върху клетките на някои тумори и нормални тъкани. Те функционират като ефектори на антивирусния имунитет. Полиморфонуклеарните гранулоцити, макрофагите, моноцитите, тромбоцитите и Т-лимфоцитите могат да функционират като NK клетки.