Механизмы неспецифической резистентности. Факторы неспецифической резистентности
Для удобства изучения целесообразно условно разделить все факторы и механизмы естественной резистентности на общие, клеточные (тканевые) и гуморальные.
Среди общих механизмов, играющих важную роль в защите от инфекции, необходимо назвать следующие:
- характер общей реактивности организма. Последняя может быть нормальной, повышенной, пониженной, вплоть до полной ареактивности. Эти особенности в каждом конкретном случае по-разному влияют на восприимчивость к инфекции и развитие инфекционного процесса;
- воспалительная реакция, способствующая ограничению и ликвидации очага инфекции;
- температурная реакция, в ряде случаев инактивирующая возбудителей инфекции. Известно, например, что репродукция некоторых вирусов задерживается при температуре выше 37 °С;
- изменение обмена веществ и pH тканей в сторону, неблагоприятную для возбудителя;
- возбуждение или торможение соответствующих отделов ЦНС;
- секреторная и экскреторная функции организма: выделение микроорганизмов с мочой, мокротой при кашле и т. д.;
- защитное влияние нормальной микрофлоры организма.
Процесс фагоцитоза представляется достаточно сложным и состоит из нескольких фаз. Первая фаза - активное движение фагоцита к чужеродным частицам - хемотаксис, которое осуществляется с помощью псевдоподий, состоящих из гнал оплазмы, в ответ на возбуждение клетки чужеродными агентами (бактерии, простейшие, их продукты, токсины и т. п.). Перед началом движения в клетке отмечается усиление процессов гликолиза. Хемотаксис активизируется компонентами комплемента (СЗ, С5, С6), а также действием лимфокинов, сериновой эстеразы, ионов кальция и магния, продуктов расщепления, коагулированных альбуминов и различных компонентов мембран клетки в воспалительном очаге.
Эти факторы активируют также ферменты лизосом фагоцитов. Лизосомы - это внутриклеточные гранулы, ограниченные цитоплазматической мембраной и содержащие набор ферментов, служащих для внутриклеточного переваривания объектов фагоцитоза. Независимо от лизосомальных ферментов сами фагоцитирующие клетки выделяют наружу ряд веществ ферментной природы, таких как глюкуронидаза, мие- лопероксидаза, кислая фосфатаза, которые инактивируют бактерии уже на поверхности клетки. Вторая фаза - прилипание (аттракция) фагоцитируемой частицы к поверхности фагоцита. После нее начинается третья фаза - поглощение, когда на месте соприкосновения фагоцита с чужеродной частицей образуется фагосома, окружающая объект фагоцитоза, которая втягивается затем внутрь клетки.
Микроорганизмы, находящиеся в фагосоме, погибают под действием бактерицидных веществ клетки (лизоцима, перекиси водорода), а также в результате избытка молочной кислоты и изменений pH, возникающих в фагоците в результате усиления анаэробного гликолиза (pH 6,0). После этого начинается четвертая фаза - переваривание, при которой фагосома с микробами сливается с лизосомой и образуется фаголи- зосома (пищеварительная вакуоль). В ней происходит расщепление фагоцитированного объекта с помощью набора лизосомальных ферментов.
Гуморальные факторы неспецифической резистентности, как показывает само название, содержатся в жидкостях организма (слезы, слюна, грудное молоко, сыворотка крови). К ним в настоящее время относят: комплемент, лизоцим, р-ли- зины, систему пропердина, лейкины, плакины, гистоген, интерферон, нормальные антитела и др. Остановимся на некоторых из них.
Комплемент (от латинского слова complementum - дополнение) - сложный по строению белок, состоящий из 11 компонентов - сывороточных глобулинов, продуцируемых макрофагами печени, селезенки, костного мозга, легких. Это дополнительный литический фактор, участвующий в разрушении чужеродных агентов. Комплемент принято обозначать буквой С, отдельные его компоненты - дополнительно арабскими цифрами (Cl, С2 и т. д.). В сыворотке крови и тканевых жидкостях компоненты комплемента находятся в неактивном состоянии и не связаны друг с другом. Активация системы комплемента начинается после образования иммунного комплекса антиген - антитело. В организме комплемент обладает большим диапазоном биологического действия. Число известных реакций, протекающих с участием комплемента, непрерывно возрастает. Например, компонент СЗ обладает значительными опсонизирующими свойствами, способствуя фагоцитозу бактерий; С5 играет ведущую роль в хемотаксисе и способствует инфильтрации нейтрофилов в очаге воспаления и т. д.
Лизоцим - это фермент, вызываемый также мурамидазой, широко распространен в природе и содержится в клетках и жидкостях разнообразных организмов. Он обнаружен в относительно высоких концентрациях в яичном белке, в сыворотке крови человека, слезной жидкости, слюне, мокроте, секрете носовых полостей и т. д. Антимикробное действие лизоцима связано с его способностью расщеплять гликозифазные связи в молекуле муреина, входящего в состав клеточной стенки микроорганизмов.
Р-Лизины - один из бактерицидных факторов неспецифической резистентности и играет большую роль в естественной защите организма от микробов, р-Лизины найдены в сыворотке крови человека и многих животных, их происхождение связано с тромбоцитами. Губительно они действуют на грамположительные бациллы, в частности антракоиды.
Пропердин представляет особый белок сыворотки у теплокровных животных и человека. Его бактерицидное действие проявляется в комплексе с комплементом и ионами магния.
Лейкины - вещества, выделенные из лейкоцитов, обнаружены в сыворотке крови в незначительных количествах, однако оказывают выраженное бактерицидное действие.
Аналогичные вещества были выделены из тромбоцитов и названы плакинами.
Кроме этих субстанций, в крови и жидкостях организма обнаружены другие вещества, получившие название ингибиторов. Они задерживают рост и развитие микроорганизмов, главным образом вирусов.
Интерферон - низкомолекулярный белок, вырабатываемый клетками тканей с целью подавления репродукции вируса внутри клетки.
Таким образом, гуморальные факторы иммунитета довольно многообразны. В организме они действуют сочетанно, оказывая бактерицидное и ингибирующее действие на различные микробы.
Основные механизмы неспецифической резистентности развиваются постепенно, и показатели, характеризующие их, достигают средней нормы взрослых в разные сроки. Так, суммарная бактерицидная активность сыворотки крови у ребенка первых дней жизни очень низкая, но сравнительно быстро, к концу 2-4-й недели, достигает обычной нормы.
Комплементарная активность в первые дни рождения очень низка. Однако содержание комплемента быстро увеличивается и уже на 2-4-й неделе жизни нередко достигает уровня взрослых. Содержание р-лизинов и пропердина на ранних этапах онтогенеза также снижено, достигая средних норм взрослого к 2-3 годам.
У новорожденных отмечается низкое содержание лизоцима и нормальных антител, которые в основном являются материнскими и поступают в организм ребенка трансплацентарно. Таким образом, можно заключить, что у детей раннего возраста активность гуморальных факторов защиты понижена.
Развитие клеточных механизмов защиты также имеет возрастные особенности. Фагоцитарная реакция у новорожденных детей слабая. Она характеризуется инертностью фазы захвата, которая тем более растянута, чем меньше ребенок. Так, скорость поглощения лейкоцитами бактерий у детей первых б мес жизни в несколько раз меньше, чем у взрослых. Завершенность фагоцитоза менее выражена. Этому способствует и слабая опсонизирующая активность сыворотки крови. Эмбрионы млекопитающих и человека имеют низкую чувствительность (толерантность), к чужеродным веществам, токсинам бактерий. Исключение составляет стафилококковый токсин, к которому очень высоко чувствительны новорожденные дети. Отчасти с этими особенностями связано ослабление воспалительной реакции, которая либо совсем не возникает, либо выражена очень слабо.
Иммунологическая реактивность организма. Антигены. Известны следующие основные формы реакций организма, из которых складывается иммунологическая реактивность: продукция антител, гиперчувствительность немедленного типа, ги- перчувствительностъ замедленного типа, иммунологическая память и иммунологическая толерантность.
Пусковым моментом, включающим систему иммунологических реакций, является встреча организма с веществом антигенной природы - антигеном.
Антигенами по отношению к данному организму являются все те вещества, которые несут признаки генетически чужеродной информации и при введении в организм вызывают развитие специфических иммунологических реакций. Для организма человека в высшей степени чужеродными являются биохимические продукты микробов и вирусов. Необходимым условием антигенности является макромолекулярность. Как правило, вещества с молекулярной массой меньше 3000 не являются антигенами.
Чем крупнее молекулы, тем сильнее, при прочих равных условиях, антигенные свойства вещества.
Антитела. Основу иммунологической реактивности составляет сложный комплекс иммунологических реакций организма, которые до известной степени условно принято делить на реакции клеточные и гуморальные. Как говорят сами термины, в основе клеточных реакций лежит активное реагирование иммунокомпетентных клеток в ответ на антигенное раздражение.
К гуморальным реакциям относятся те, в которых основным фактором служат антитела, циркулирующие в жидких средах организма.
Согласно определению специального комитета ВОЗ, к антителам относятся белки животного происхождения, образуемые в организме позвоночных клетками лимфоидных органов при введении антигенов и обладающие способностью вступать с ними в специфическую связь.
В 1930 г. было установлено, что антитела представляют собой у-глобулины, по своим свойствам идентичные другим глобулинам, но отличающиеся от них способностью специфически соединяться с соответствующим антигеном.
В настоящее время антитела принято называть иммуноглобулинами (Ig). Известно 5 классов иммуноглобулинов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD с молекулярной массой от 150 000 до 900 000.
Как в филогенетическом, так и в онтогенетическом отношении наиболее ранней и менее специализированной формой антител является IgM. У плода и новорожденных синтезируются преимущественно IgM; кроме того, первичный иммунный ответ также начинается с синтеза иммуноглобулинов этого класса. Это наиболее крупномолекулярный глобулин с молекулярной массой 900 000. Благодаря своей макромолекуляр- ности этот глобулин не проходит через плаценту. Общее количество IgM в сыворотке крови здоровых людей составляет 5-10 % от всех иммуноглобулинов. Содержание IgM значительно повышено у новорожденных детей, перенесших внутриутробно инфекцию.
IgG является основным классом иммуноглобулинов и составляет 70 % всех иммуноглобулинов сыворотки крови. Это «стандартное» антитело млекопитающих, молекулярная масса его 150 000, имеет два центра связывания. В более значительных количествах синтезируется на вторичный антигенный стимул, связывает уже не только корпускулярные, но и растворимые антигены, например экзотоксины микробов. Связывающая способность молекул этого иммуноглобулина в тысячи раз сильнее, чем у IgM. Легко проникает через плаценту, участвуя в иммунологической защите плода и новорожденного. Иммуноглобулины G обладают способностью нейтрализовать многие вирусы, бактерии, токсины, оказывают опсонизи- рующее действие на бактерии. Важной особенностью их является более выраженная, чем у IgM, способность соединяться с гаптенами и полугаптенами, что обеспечивает более высокую специфичность соединения антигена с антителом.
IgA составляет 15-20 % от всех глобулинов. Молекулярная масса - 170 000 или 340 000, в зависимости от вида молекулы. Имеет два вида молекул IgA: сывороточный иммуноглобулин является мономером, молекула которого напоминает IgA. Секреторный глобулин представляет собой полимерную молекулу, как бы удвоенный сывороточный IgA. Он отличается от сывороточного иммуноглобулина. Продуцируется плазматическими клетками слизистых оболочек верхних дыхательных путей, мочеполового и желудочно-кишечного тракта. Содержит особый секреторный или транспортный компонент (S или Т), который синтезируется эпителиальными клетками слизистых желез и присоединяется к молекуле IgA в момент ее прохождения через эпителиальные клетки слизистых. Этот компонент обеспечивает проникновение IgA через слизистые оболочки. Он обнаруживается в свободном состоянии в кишечном содержимом, слюне, секрете дыхательных путей и мочеполового тракта. Секреторный IgA оказывает антивирусное и антибактериальное действие на патогенную флору слизистых оболочек. Особенно велика его защитная роль в материнском молоке. Поступая с молоком матери в желудочно- кишечный тракт ребенка, он защищает слизистую оболочку от проникновения патогенных микроорганизмов. Содержание этого глобулина возрастает у кормящих женщин более чем в 5 раз. Устойчивость слизистых оболочек к инфекции во многом определяется содержанием IgA в секретах слизистых оболочек. У лиц со сниженным содержанием IgA наблюдаются частые простудные заболевания.
IgE - белок с молекулярной массой 200 000, содержится в сыворотке крови в незначительных количествах, менее 1 % от всех иммуноглобулинов. Обладает способностью быстро фиксироваться тканями человека, особенно клетками кожи и слизистых оболочек. В больших количествах обнаруживается у лиц, страдающих аллергиями. При этом антитела класса IgE вырабатываются против веществ со слабыми антигенными свойствами, к которым у нормально реагирующих людей антитела не образуются. Эти антитела называются реагинами. В отличие от других антител они не предипитируют специфический антиген, не связывают комплемент, не проходят через плаценту.
IgD имеют молекулярную массу около 200 000. Присутствуют в сыворотке крови в очень незначительных количествах, не превышающих 1 % по отношению ко всем остальным иммуноглобулинам. Их роль в организме недостаточно выяснена.
Синтез иммуноглобулинов в организме осуществляется им- мунокомпетентными клетками лимфоцитарного ряда, которые трансформируются в плазматические клетки. Это высокоспециализированные клеточные элементы, структура которых обеспечивает выполнение их главной функции - синтез больших количеств белка. В секунду клетка может продуцировать 1000-1500 молекул антител.
Нарушения продукции антител могут быть врожденными и приобретенными. В первом случае мы имеем дело с генетически обусловленной врожденной агаммаглобулинемией, которая характеризуется резко пониженным содержанием иммуноглобулинов или их отсутствием. Приобретенная агаммагло- булинемия возникает в результате повреждения какого-либо из звеньев иммунной системы, ответственной за продукцию антител. Это может быть результатом тяжелой болезни, воздействия экстремальных факторов и т. д.
Под резистентностью организма понимают его устойчивость против различных болезнетворных воздействий (от лат. resisteo – сопротивление). Резистентность организма к неблагоприятным воздействиям определяется многими факторами, многими барьерными приспособлениями, которые препятствуют негативному воздействию механических, физических, химических и биологических факторов.
Клеточные неспецифические факторы защиты
К числу клеточных неспецифических факторов защиты относят защитную функцию кожи, слизистых оболочек, костной ткани, местные воспалительные процессы, способность центра теплорегуляции изменять температуру тела, способность клеток организма вырабатывать интерферон, клетки системы мононуклеарных фагоцитов.
Кожа обладает барьерными свойствами благодаря многослойному эпителию и его производным (волосы, перья, копыта, рога), наличию рецепторных образований, клеток макрофагальной системы, секрета, выделяемого железистым аппаратом.
Неповрежденная кожа здоровых животных оказывает сопротивление механическим, физическим, химическим факторам. Она представляет собой непреодолимый барьер для проникновения большинства патогенных микробов, препятствует проникновению возбудителей болезни не только механически. Она обладает способностью к самоочищению путем постоянного слущивания поверхностного слоя, выделения секретов потовыми и сальными железами. Кроме того, кожа обладает бактерицидными свойствами по отношению ко многим микроорганизмам потовыми и сальными железами. Кроме того, кожа обладает бактерицидными свойствами по отношению ко многим микроорганизмам. Ее поверхность представляет собой среду, неблагоприятную для развития вирусов, бактерий, грибов. Это объясняется кислой реакцией, создаваемой секретами сальных и потовых желез (рН – 4,6) на поверхности кожи. Чем ниже показатель рН, тем выше бактерицидность. Большое значение придают сапрофитам кожи. Видовой состав постоянной микрофлоры слагается из эпидермальных стафилококков до 90%, некоторых других бактерий и грибов. Сапрофиты способны выделять вещества, губительно действующие на патогенных возбудителей. По видовому составу микрофлоры можно судить о степени сопротивляемости организма, об уровне резистентности.
Кожные покровы содержат клетки макрофагальной системы (клетки Лангерганса) способные передавать информацию об антигенах Т-лимфацитам.
Барьерные свойства кожи зависят от общего состояния организма, определяемого полноценным кормлением, уходом за покровными тканями, характером содержания, эксплуатации. Известно, что истощенные телята легче заражаются микроспорией, трихофетией.
Слизистые оболочки ротовой полости, пищевода, желудочно-кишечного тракта, дыхательных и мочеполовых путей, покрытые эпителием, представляют собой барьер, препятствие для проникновения различных вредных факторов. Неповрежденная слизистая оболочка представляет собой механическое препятствие для некоторых химических и инфекционных очагов. Благодаря наличию ресничек мерцательного эпителия с поверхности дыхательных путей выводятся во внешнюю среду инородные тела, микроорганизмы, попадающие с вдыхаемым воздухом.
При раздражении слизистых оболочек химическими соединениями, инородными предметами, продуктами жизнедеятельности микроорганизмов возникают защитные реакции в виде чихания, кашля, рвоты, диареи, что способствует удалению вредных факторов.
Повреждение слизистой оболочки ротовой полости предупреждается усиленным слюноотделением, повреждение конъюнктивы – обильным отделением слезной жидкости, повреждение слизистой оболочки носа – серозным экссудатом. Секреты желез слизистых оболочек обладают бактерицидными свойствами за счет наличия в них лизоцима. Лизоцим способен лизировать стафило- и стрептококков, сальмонелл, туберкулезных и многих других микроорганизмов. Благодаря наличию хлористоводородной кислоты желудочный сок подавляет размножение микрофлоры. Защитную роль играют микроорганизмы, заселяющие слизистую оболочку кишечника, мочеполовых органов здоровых животных. Микроорганизмы принимают участие в переработке клетчатки (инфузории преджелудков жвачных), синтезе белка, витаминов. Основным представителем нормальной микрофлоры в толстом кишечнике является кишечная палочка (Escherichia coli). Она ферментирует глюкозу, лактозу, создает неблагоприятные условия для развития гнилостной микрофлоры. Снижение резистентности животных, особенно у молодняка, превращает кишечную палочку в патогенного возбудителя. Защиту слизистых оболочек осуществляют макрофаги, предупреждающие проникновение чужеродных антигенов. На поверхности слизистых оболочек сконцентрированы секреторные иммуноглобулины, основу которых составляет иммуноглобулины класса А.
Костная ткань выполняет многообразные защитные функции. Одна из них – защита центральных нервных образований от механических повреждений. Позвонки предохраняют спинной мозг от травм, а кости черепа защищают головной мозг, покровные структуры. Ребра, грудная кость выполняют защитную функцию в отношении легких и сердца. Длинные трубчатые кости оберегают основной орган кроветворения – красный костный мозг.
Местные воспалительные процессы, прежде всего, стремятся предупредить распространение, генерализацию патологического процесса. Вокруг очага воспаления начинает формироваться защитный барьер. Первоначально он обусловлен скоплением экссудата – жидкости, богатой белками, адсорбирующими токсические продукты. В последующем на границе между здоровой и поврежденной тканями образуется демаркационный вал из соединительно-тканных элементов.
Способность центра теплорегуляции изменять температуру тела имеет важное значение для борьбы с микроорганизмами. Высокая температура тела стимулирует обменные процессы, функциональную активность клеток ретикуломакрофагальной системы, лейкоцитов. Появляются молодые формы клеток белой крови – юные и палочкоядерные нейтрофилы, богатые ферментами, что повышает их фагоцитарную активность. Лейкоциты в повышенных количествах начинают продуцировать иммуноглобулины, лизоцим.
Микроорганизмы при высокой температуре теряют устойчивость к антибиотикам, другим лекарственным препаратам, а это создает условия для эффективного лечения. Естественная резистентность при умеренных лихорадках возрастает за счет эндогенных пирогенов. Они стимулируют иммунную, эндокринную, нервную системы, определяющие устойчивость организма. В настоящее время в ветеринарных клиниках применяются бактериальные очищенные пирогены, стимулирующие естественную резистентность организма и понижающие сопротивляемость патогенной микрофлоры к антибактериальным препаратам.
Центральным звеном клеточных факторов защиты является система мононуклеарных фагоцитов. К этим клеткам относятся моноциты крови, гистиоциты соединительной ткани, купферовские клетки печени, легочные, плевральные и перитонеальные макрофаги, свободные и фиксированные макрофаги, свободные и фиксированные макрофаги лимфоузлов, селезенки, красного костного мозга, макрофаги синовиальных оболочек суставов, остеокласты костной ткани, клетки микроглии нервной системы, эпителиоидные и гигантские клетки воспалительных очагов, эндотелиальные клетки. Макрофаги осуществляют бактерицидную активность благодаря фагоцитозу, а также они способны секретировать большое количество биологически активных веществ, обладающих цитотоксическими свойствами в отношении микроорганизмов и опухолевых клеток.
Фагоцитоз – это способность определенных клеток организма поглощать и переваривать чужеродные начала (вещества). Клетки, противостоящие возбудителям заболеваний, освобождающие организм от собственных, генетически чужеродных клеток, их обломков, инородных тел, были названы И.И. Мечниковым (1829 г.) фагоцитами (от греческого phaqos – пожирать, cytos – клетка). Все фагоциты подразделяют на микрофаги и макрофаги. К микрофагам относят нейтрофилы и эозинофилы, к макрофагам – все клетки системы мононуклеарных фагоцитов.
Процесс фагоцитоза сложный, многоэтажный. Начинается он сближением фагоцита с возбудителем, затем наблюдают прилипание микроорганизма к поверхности фагоцитирующей клетки, дальше поглощение с образованием фагосомы, внутриклеточное объединение фагосомы с лизосомой и, наконец, переваривание объекта фагоцитоза лизосомальными ферментами. Однако не всегда клетки взаимодействуют подобным образом. Вследствие ферментативной недостаточности лизосомальных протеаз фагоцитоз может быть неполным (незавершенным), т.е. протекает только три стадии и микроорганизмы могут сохраняться в фагоците в латентном состоянии. При неблагоприятных для макроорганизма условиях бактерии становятся способными к размножению и, разрушая фагоцитарную клетку, вызывают инфекцию.
Гуморальные неспецифические факторы защиты
К гуморальным факторам, обеспечивающим резистентность организма, относят комплимент, лизоцим, интерферон, пропердин, С-реактивный белок, нормальные антитела, бактерицидин.
Комплемент – сложная многофункциональная система белков сыворотки крови, которая участвует в таких реакциях, как опсонизация, стимуляция фагоцитоза, цитолиз, нейтрализация вирусов, индукция иммунного ответа. Известно 9 фракций комплемента, обозначаемых С 1 – С 9 , находящихся в сыворотке крови в неактивном состоянии. Активизация комплемента происходит под действием комплекса антиген-антитела и начинается с присоединения к этому комплексу С 1 1 . Для этого необходимо присутствие солей Са и Мq. Бактерицидная активность комплемента проявляется с самых ранних этапов жизни плода, однако, в период новорожденности активность комплемента наиболее низкая по сравнению с другими возрастными периодами.
Лизоцим – представляет собой фермент из группы гликозидаз. Впервые лизоцим описан Флетингом в 1922 году. Он секретируется постоянно, выявляется во всех органах и тканях. В организме животных лизоцим находится в крови, слезной жидкости, слюне, секрете слизистых оболочек носа, в желудочном и дуоденальном соке, молоке, амниотической жидкости плодов. Особенно богаты лизоцимом лейкоциты. Способность лизоцима лизировать микроорганизмы чрезвычайно велика. Он не теряет этого свойства даже в разведении 1:1000000. Первоначально считалось, что лизоцим активен лишь в отношении грамположительных микроорганизмов, однако в настоящее время установлено, что в отношении грамотрицательных бактерий он действует совместно с комплементом цитолитически, проникая через поврежденную им клеточную стенку бактерий к объектам гидролиза.
Пропердин (от лат. perdere – разрушать) белок сыворотки крови глобулинового типа, обладающий бактерицидными свойствами. В присутствии комплимента и ионов магния проявляет бактерицидное действие в отношении граммположительных и граммотрицательных микроорганизмов, а также способен инактивировать вирусы гриппа, герпеса, проявляет бактерицидность по отношению ко многим патогенным и условно-патогенным микроорганизмам. Уровень пропердина в крови животных отражает состояние их резистентности, чувствительность к инфекционным заболеваниям. Выявлено снижение его содержания у облученных животных, больных туберкулезом, при стрептококковой инфекции.
С-реактивный белок – подобно иммуноглобулинам, обладает способностью инициировать реакции преципитации, агглютинации, фагоцитоза, связывание комплемента. Кроме того С-реактивный белок повышает подвижность лейкоцитов, что дает основание говорить об его участии в формировании неспецифической устойчивости организма.
С-реактивный белок находят в сыворотке крови при острых воспалительных процессах, и он может служить показателями активности этих процессов. В нормальной сыворотке крови этот белок не определяется. Он не проходит через плаценту.
Нормальные антитела присутствуют в сыворотке крови практически всегда и принимают постоянное участие в неспецифической защите. Образуются в организме как нормальный компонент сыворотки в результате контакта животного с очень большим количеством различных микроорганизмов окружающей среды или некоторых белков рациона.
Бактерицидин представляет собой фермент, который в отличие от лизоцима действует на внутриклеточные субстанции.
Взаимосвязь между реактивностью и резистентностью.
· Увеличение реактивности вызывает повышение активной резистентности. Например повышение температуры тела при лихорадке способствует увеличению образования антител, что приводит к повышению иммунитета.
· Увеличение реактивности уменьшение активной резистентности. Например, увеличение выработки антител при аллергии приводит к понижению устойчивости организма к действию веществ антигенной природы.
· Уменьшение реактивности приводит к уменьшению резистентности. Уменьшение образования антител приводит к понижению иммунитета.
· Уменьшение реактивности приводит к повышению резистентности. Например при гипотермии увеличивается устойчивость организма к инфекции, интоксикации и т.д. (зимняя спячка).
Барьерные свойства (факторы защиты) ротовой полости обеспечиваются неспецифическими и специфическими (иммунологическими) механизмами. Неспецифические факторы защиты связаны со структурными особенностями слизистой оболочки ротовой полости, защитными свойствами слюны (ротовой жидкости), а также с нормальной микрофлорой полости рта. Специфические факторы обеспечиваются функционированием Т-, В-лимфоцитов и иммуноглобулинами (антителами). Специфические и неспецифические факторы защиты взаимосвязаны и находятся в динамическом равновесии. Механизмы местного иммунитета чрезвычайно чувствительны к воздействию различных внешних (экзогенных) и внутренних (эндогенных) факторов. При нарушении местного или общего иммунитета происходит активация микрофлоры в ротовой полости и развитие патологических процессов. Важное значение имеют экологическая обстановка, характер профессиональной деятельности, питание и вредные привычки человека. Ухудшение экологической ситуации, влияние на организм неблагоприятных факторов окружающей среды привели к росту заболеваемости населения, увеличению инфекционных, аллергических, аутоиммунных и других патологий. Изменилось и клиническое течение различных заболеваний человека, увеличился процент атипичных и стертых форм, резистентных к общепринятым методам терапии, чаще отмечается хронизация процесса. Нередко условно-патогенные микробы становятся патогенными для человека. Одновременно с этим по мере развития иммунологии становится ясно, что течение и исход практически всех заболеваний и патологических процессов в организме в той или иной степени зависят от функционирования иммунной системы.
Неспецифические факторы резистентности:
1. естественные барьеры: кожа и слизистые оболочки
2. система фагоцитов (нейтрофилы и макрофаги)
3. система комплемента
4. интерфероны
5. бактерицидные гуморальные факторы
6. система естественных (нормальных) киллеров, не обладающих антигенной
специфичностью (Т-киллеры, N К-клетки).
1 .Кожа и слизистые оболочки . Способность кожи к десквамации клеток обеспечивает механическое удаление патогенной инфекции, а воздействие молочной кислоты и жирных кислот, содержащихся в поте и секрете сальных желез и обусловливающих низкое значение рН, оказывается губительным для большинства бактерий за исключение Staphylococcus aureus.
Секрет, выделяемый мукоцеллюлярным аппаратом слюнных желез, бронхов, желудка, кишечника и других внутренних органов, действует как защитный барьер, препятствуя прикреплению бактерий к эпителиальным клеткам и механически удаляя их за счет движения ресничек эпителия (при кашле, чихании). Вымывающее действие слюны, слез, мочи способствует защите поверхности от повреждения, вызванного патогенными агентами. Во многих биологических жидкостях, выделяемых организмом, содержатся вещества, обладающие бактерицидными свойствами (например, лизоцим в слюне, слезах, носовых выделениях; соляная кислота в желудочном соке; лактопероксидаза в грудном молоке и т.д.). По мнению многих исследователей, собственная микрофлора ротовой полости также подавляет рост патогенной флоры за счет конкурентного потребления веществ, необходимых для роста, и выделяют такие факторы, как перекись водорода, молочная кислота, нуклеазы и даже лизоцим.
2. Система фагоцитов , как неспецифических факторов резистентности, представлена двумя типами клеток: микрофагами (полиморфноядерные нейтрофилы) и макрофагами, трансформирующимися из моноцитов, которые задерживаются в тканях, образуя систему мононуклеарных фагоцитов. Ряд компонентов слюны (оксидаза, калликреин, кинины и др.) обладают выраженной хемотаксической активностью, благодаря чему регулируют миграцию лейкоцитов в полость рта.
Всем фагоцитам присущи следующие функции:
1. миграция – способность к беспорядочному перемещению в пространстве.
2. хемотаксис – способность к направленному перемещению в пространстве.
3. адгезия – способность фагоцитов прилипать к определенным субстратам и задерживаться на них.
4. эндоцитоз – способность захватывать и поглощать твердые частицы и капли жидкости.
5. бактерицидность – способность убивать и переваривать бактерии.
6. секреция – способность выделять гидролазы и другие биологически активные вещества.
Фагоцитоз – это активное поглощение клетками твердого материала. Стадии фагоцитоза: 1. Стадия сближения 2. Стадия прилипания 3. Стадия поглощения 4. Стадия переваривания
На поверхности фагоцитов есть специальные рецепторы к веществам опсонинам. Опсонины – это вещества, которые способствуют прилипанию бактерий и антигенов к фагоцитам и стимулируют фагоцитоз. Адсорбция опсонинов на поверхности бактериальных клеток и антигенов называется опсонизацией. Среди опсонинов наибольшее значение имеют антитела – Ig G и промежуточные продукты активации комплемента С 3б, С-реактивный белок, фибронектин.
Механизмы разрушения микроорганизмов в фагоците.
· кислородная система (перекись водорода и свободные радикалы)
· лизоцим
· лактоферрин (конкурирует с микробами за ионы железа)
· катионные белки
· лизосомальные ферменты
Фагоцитоз легче протекает в присутствии ионов кальция и магния и при хорошей оксигенации. Гранулы нейтрофилов содержат низкомолекулярные катионные полипептиды и катионные белки, лизоцим, лактоферрин и широкий спектр гидролаз, достаточный для деградации всех или многих липидов, полисахаридов и белков бактерий, что приводит к их значительной деструкции в считанные часы. Однако при высокой плотности нейтрофилов на единицу объема ткани наступает их самоактивация и образование очагов инфильтрированной ткани (абсцессы, фурункулы). Активированные нейтрофилы потенциально цитотоксичны для окружающих клеток. К неспецифическим факторам резистентности относятся также моноциты и макрофаги. Макрофаги продуцируют растворимые белки монокины: интерлейкин-1, лейкоцитарный пироген, интерфероны, простагландины, тромбоксан А 2 , лейкотриены В и С, фибронектин, который участвует в клеточной адгезии, распластывании и движении клеток.
Дефекты фагоцитарной системы существенно снижают естественную резистентность организма. Они проявляются в сочетании с иммунными нарушениями. Выделяют несколько вариантов этих дефектов.
1. Снижение продукции или ускоренный распад гранулоцитов , что характерно для детского хронического агранулоцитоза с аутосомно-рецессивным типом наследования, гиперспленизма, сцепленной с полом гипогаммаглобулинемии, лекарственной аллергии. Это проявляется периодическими нейтропениями и моноцитопениями, при которых отмечается повышение температуры тела, общее недомогание, головная боль, пиогенные инфекции, изъязвление слизистой оболочки полости рта и другие осложнения, представляющие угрозу для жизни больного.
2. Нарушение подвижности и хемотаксиса гранулоцитов , что наблюдается при циррозе печени, ревматоидном артрите (хемотаксис тормозят иммунные комплексы), сахарном диабете, кандидозе слизистых и кожи (нарушение полимеризациии актина и метаболизма АТФ). В некоторых случаях нарушение хемотаксиса и фагоцитоза связано с наследственным дефектом особого вида белка (GP110), из-за чего больные становятся чувствительными главным образом к бактериальным инфекциям.
3. Нарушение адгезивных свойств (опсонизации), что может быть связано с отсутствием мембранного гликопротеина (GP110), влияющего на адгезию нейтрофилов, дефектом системы пропердина и дефицитом потребления комплемента. Это проявляется частыми инфекциями: отитами, периодонтитами, пневмониями.
4. Нарушение внутриклеточного процесса переработки антигена может быть обусловлено замедленным образованием или отсутствием специфических гранул в нейтрофилах, что сопровождается подавлением их бактерицидных свойств. Причинами подавления бактерицидности могут быть врожденный дефицит миелопероксидазы в первичных гранулах нейтрофилов и макрофагов, а также отсутствие лизоцима, что может проявляться кандидозом.
5. Незавершенность фагоцитоза. Необходимое условие процесса внутриклеточной бактерицидности - это постоянная продукция гранулоцитами и моноцитами перекиси водорода. В противном случае фагоцитоз происходит, как правило, нормально, но возбудители не перевариваются и сохраняют свои свойства. В результате возникают тяжелые рецидивирующие инфекции, дерматит, стоматит, деструктивные процессы в легких, гепатоспленомегалия. В пораженных органах и тканях обнаруживаются гранулематозные изменения, иногда с абсцедированием.
3. Система комплемента - сложный комплекс сывороточных белков {около 20 белков). Комплемент представляет собой систему высокоэффективных протеаз, последовательная активация которых вызывает бактериолизис или цитолиз. Из общего количества сывороточных белков на систему комплемента приходится 10 %. Она является основой защитных сил организма. Комплемент активирует фагоцитоз, осуществляя непосредственно или опосредованно через антитела опсонизацию микробов. Компоненты комплемента обладают хемотаксической активностью, участвуют в регуляции гуморального звена иммунитета.
Основные функции активированного комплемента:
1. опсонизация бактерий, вирусов и усиление фагоцитоза
2. лизис микробов и других клеток
3. хемотаксис
Нарушения в системе комплемента:
1. Дефицит компонентов комплемента. Наследственно обусловленный дефицит С 1, С 2, С 3 и других компонентов этой системы. Например, дефицит С1 – сыворотка утрачивает бактерицидность, повторные инфекции верхних дыхательных путей, отит, поражение суставов и хр. гломерулонефрит. Компонент С3 является ключевым в формировании ферментных и регуляторных свойств комплемента и при его дефиците - высокая смертность. Приобретенная недостаточность комплемента наблюдается при эндокардите, сепсисе, малярии, некоторых вирусных инфекциях, красной волчанке, ревматоидном артрите. При всех этих заболеваниях может развиваться гломерулонефрит, вероятно, вследствие накопления неразрушенных в отсутствие комплемента комплексов АГ+АТ.
2. Дефицит ингибиторов и инактиваторов компонентов комплемента. Дефицит ингибитора С 1 ведет к избыточной активации комплемента и развитию отека Квинке.
Выраженные нарушения системы комплемента характерны для острых бактериальных и вирусных инфекций, аутоиммунной гемолитической анемии, иммунной тромбоцитопении, гломерулонефрита, красной волчанки, сывороточной болезни и т.д. Функциональные дефекты системы комплемента приводят к тяжелым рецидивирующим инфекциям (пневмонии, стоматиты) и патологическим состояниям, обусловленным иммунными комплексами.
4. Бактерицидные гуморальные факторы. Среди растворимых бактерицидных соединений, вырабатываемых организмом, наиболее распространен фермент лизоцим (муромидаза). Он расщепляет муроминовую кислоту, входящую в состав оболочки грамотрицательных бактерий, что ведет к лизису клеточных стенок микроорганизмов. Лизоцим синтезируется и выделяется гранулоцитами, моноцитами и макрофагами, содержится во всех жидкостях организма: слюне, слезной жидкости, ликворе, сыворотке крови - и является важным фактором бактерицидности.
Лактоферрин т акже относится к бактерицидным гуморальным факторам. Это белок, содержащийся в специфических гранулах нейтрофилов. Он играет важную роль в образовании гидроксильных радикалов из молекулярного кислорода и пероксида водорода и продукции через интерлейкин-1 острофазных белков: С-реактивного белка, фибриногена и компонентов комплемента (СЗ и С9).
5. Интерфероны - низкомолекулярные белки, синтезируемые лимфоцитами (14 разновидностей a-интерферона) и фибробластами (b-интерферон). При вирусной инфекции под действием интерферонов в незараженной клетке стимулируется образование белков-ингибиторов, которые нарушают репродукцию вирусов.
6. Система нормальных киллеров (NK-клеток). Это естественные, натуральные, природные киллеры. Они представляют собой большие гранулярные лимфоциты - низкодифференцированные потомки стволовой кроветворной клетки и оказывают неспецифическое токсическое действие на клетки некоторых опухолей и нормальных тканей. Они функционируют как эффекторы противовирусного иммунитета. В качестве NК-клеток могут функционировать полиморфноядерные гранулоциты, макрофаги, моноциты, тромбоциты, а также Т-лимфоциты.
АНТИТЕЛА (ИММУНОГЛОБУЛИНЫ) Антитела - это особый вид белков, называемых иммуноглобулинами (Ig), который вырабатывается под влиянием антигенов и обладает способностью специфически реагировать с ними. При этом антитела могут нейтрализовать токсины бактерий и вирусы (антитоксины и вируснейтрализующие антитела), осаждать растворимые антигены (преципитины), склеивать корпускулярные антигены (агглютинины), лизировать бактерии, другие клетки, например эритроциты (лизины), повышать фагоцитарную активность лейкоцитов (опсонины), связывать антигены, не вызывая каких-либо видимых реакций (блокирующие антитела). Структура антител. Электронно-микроскопические исследования показали, что молекула иммуноглобулина имеет форму буквы «игрек». Состоит она из четырех полипептидных цепей, связанных друг с другом дисульфидными мостиками (рис. 3). Две из них длинные и посередине изогнутые, как хоккейные клюшки, а две прямые и почти в 2 раза короче, прилегают снаружи к каждой длинной цепи. Молекулярная масса длинных цепей 50000-70000, коротких - 20000-25000. Ввиду этого длинные полипептидные цепи иммуноглобулина называют тяжелыми или Н-цепями (англ. heavy - тяжелый), а короткие - легкими или Ц-цепями (англ. light - легкий). Рис. 3. Строение иммувоглобулина G Обе цепи иммуноглобулина по порядку расположения в них аминокислот делятся на две части. Одна из них, С-область, у всех цепей иммуноглобулина независимо от их специфичности константна, т.е. имеет одинаковую последовательность аминокислот. Другая - V-область - представляет собой вариабельную часть полипептидных цепей, в которой последовательность расположения аминокислот меняется в зависимости от вида антигена, вызвавшего образование антитела. При этом на концах V-областей молекулы иммуноглобулина, между тяжелыми и легкими цепями, формируются два антигенсвязывающих центра, или как их сейчас называют по механизму взаимодействия с антигеном антидетерминантами или паратопами. Антигенсвязывающие центры иммуноглобулинов имеют зеркальную конфигурацию детерминантной группы того антигена, под воздействием которого вырабатывались. Вследствие этого распознавание антигена соответствующим антителом происходит не по химической структуре, а по общей конфигурации гаптена, благодаря взаимной комплементарности с антигенсвязывающим центром. Классы. В зависимости от строения константных областей тяжелых цепей все иммуноглобулины разделяют на пять классов: IgG, IgE, IgD, IgM и IgA (рис. 4).
Рис. 4. Классы иммуноглобулинов
Первые три класса иммуноглобулинов являются мономерами, т. е. бивалентными, содержащими два антигенсвязывающих центра: IgM - полимер, состоит из пяти мономерных молекул, связанных в области Fc-фрагментов особыми j
-цепями. Валентность IgA различна. В сыворотке крови IgА, как и IgG, имеет мономерную структуру, а в секретах слизистых оболочек, межтканевой жидкости - в виде димеров (двух мономерных молeкул). Эти так называемые секреторные IgAS связаны особым полипептидом, который защищает димеры от воздействия протеолитических ферментов.
Физико-химические свойства Ig. По физико-химическим свойствам иммуноглобулины G, Е, D и А представляют собой белки с молекулярной массой 150000-350000, обозначаемые по константе седиментации как 7S (IgG, IgE, IgD, IgА), 7,7-8,0 S (IgА), 9-12 S (IgАS). Макроиммуноглобулины М имеют молекулярную массу 900000 и константу седиментации 19 S.
Биологические свойства Ig. Касаясь биологических свойств иммуно-глобулинов, нужно отметить, что содержание их в крови непостоянно и колеблется от 0,3-0,4 мг% (IgЕ) до 50-420 мг% (IgА и IgМ) и 800-1680 мг% (IgG).
На первичное введение в организм антигена вырабатываются IgM.
Отличаются они выраженной авидностью (жадностью), т. е., обладая 10 антигенсвязывающими центрами, образуют прочные соединения с антигенами, несущими множественные эпитопы, вызывают агглютинацию и лизис клеток, обеспечивают устойчивость к бактериальным инфекциям.
Сохраняются IgМ, однако, недолго, и период их полувыведения не превышает 5 дней.
При повторном попадании антигена происходит бурная выработка IgG,
обеспечивающих нейтрализацию бактериальных токсинов и вирусов. Связываясь с микроорганизмами, IgG активируют образование комплемента, вызывают хемотаксис нейтрофилов. Микрофаги быстро поглощают бактерии, обработанные IgG и комплементом, так как имеют рецептoры к Fс-фрагменту иммуноглобулина и С3-фракции комплемента. IgG легко проникает через барьеры, в частности сквозь плаценту, попадая в кровь новорожденных. В последующем титр их пополняется при кормлении грудью, что обеспечивает иммунитет младенца в первые недели жизни. Период полувыведения IgG равен 24 дням.
Иммуногло6улины А, АS, Е
вырабатываются как на первичное, так на вторичное воздействие антигена. При этом сывороточные IgА накапливаются в крови. Секреторные IgАS продуцируются в слизистых оболочках кишечника, верхних дыхательных и мочевыводящих путей, содержатся в глазной жидкости, слюне, молоке и обеспечивают местный иммунитет тканей. Период полувыведения равен 6 дням.
IgE -
цитофильный иммуноглобулин, в частности связывается с тучными клетками и базофилами крови. При реагировании с антигенами (микробами, веществами) в результате образования на их поверхности иммунных комплексов высвобождаются медиаторы воспалительной реакции.
Иммуноглобулин класса D
находится на поверхности В-лимфоцитов вместе с мономерными IgМ составляет их рецепторы.
Взаимодействие иммуноглобулинов с антигенами. IgG, IgM, IgА реагируют с детерминантами антигенов всеми имеющимися в их молекуле антигенсвязывающими центрами. Вследствие этого в растворах о6разуются крупные конгломераты веществ. Антитела, вызывающие видимые реакции, называют полными. В противоположность этому некоторая часть IgE и IgG реагирует с антигеном лишь одним активным центром, видимых реакций не дает и поэтому называется неполными антителами. Если реакция
взаимодействия этих антител происходит в крови и не вызывает каких-либо нарушений в организме, их называют антителами-свидетелями.
Последние блокируют антиген, а нередко одновременно связывают комплемент, вследствие чего называются блокирующими
и комплементсвязывающими.
Реагирование IgE с антигенами на поверхности клеток приводит к развитию аллергий. При незначительных, бесследно исчезающих проявлениях аллергии на кожных покровах антитела называют реагинами,
а при ярко выраженных повреждениях клеток кожи- агрессинами
или кожно-сенсибилизцрующими антителами.
ПРОЦЕСС АНТИТЕЛООБРАЗОВАНИЯ
Образование антител как иммунная реакция на антигены происходив в лимфоидной ткани периферических органов иммунитета, главным образом в лимфатических узлах и белой пульпе селезенки. Продуцентами антител являются плазмоциты.
Общая иммунная реакция на антиген. Начинается синтез антител с захвата антигенов макрофагами и появления в корковой зоне лимфатических узлов центров размножения (вторичных фолликулов) с большим количеством митотически делящихся лимфоцитов и плазматических клеток. В первые сутки после введения антигена резко снижается выход лимфоцитов из лимфатических узлов, а в последующие 3-4 дня, наоборот, значительно возрастает и ведет к интенсивной миграции (расселению) стимулированных лимфоцитов через кровь во все лимфоидные ткани и органы.
Фазы антителообразоваиия. В динамике образования антител различают две фазы - индуктивную (латентную) и продуктивную, или репродуктивную.
Индуктивной фазой
называют отрезок времени между введение антигена и появлением следов антител или первых плазмоцитов. В этой фазе происходит распознавание антигена. Он фагоцитируется (пиноцтируется) макрофагами или же связывается гастиоцитами. Если вслед за этим антиген полностью разрушается, то антитела не вырабатываются. Антителогенез происходит лишь при частичной деградации антигена. В таком случае в лимфоидной ткани, где происходит связывание антиген отмечаются массовая гибель и параллельно пролиферация клеток, появляется большое количество фагоцитов, увеличивается содержание в ней гистамина, гепарина, серотонина и других веществ, усиливающих воспаление. На фоне воспаления в конце индуктивной фазы начинается кооперация (взаимодействие) между макрофагами, на мембране которых находится измененный антиген, Т- и В-лимфоцитами, в результате чего молодые В-лимфоциты получают сигнал к пролиферации и дифференцируются в плазмоциты.
Индуктивная фаза длится примерно 20 ч. Она очень лабильна. Начавшийся процесс антителообразования в этой фазе можно приостановить воздействием неблагоприятных для организма факторов. Наиболее легко это удается с помощью радиации, вследствие чего индуктивную фазу антителогенеза называют радиочувствительной.
В продуктивной фазе
происходит интенсивный синтез антител. остановить его нельзя даже облучением и поэтому продуктивную фазу можно назвать радиорезистентной. В этой фазе иммунного ответа кооперация иммунокомпетентных клеток, темп деления В-лимфоцитов резко усиливаются. В частности, на смену молодым клеткам типа плазмобластов (иммунобластов) в лимфоидной ткани появляются вначале юные, а затем зрелые плазматические клетки. При первичном иммунном ответе максимальное количество плазмоцитов в селезенке и лимфатических узлах появляется на седьмые сутки. Это совпадает с самым высоким титром антител в крови. Повторное введение чужеродного антигена сопровождается необычно интенсивным процессом антителообразования. При этом плазмоциты появляются через 48 ч, а максимальный титр антител - на 3-4-есутки. Это связано с наличием у иммунизированных индивидуумов специальных клеток иммунологической памяти, которые являются, по сути, юными плазмоцитами с незаконченным циклом трансформации. Естественно, что при повторном воздействии антигена они, проделав несколько делений, в считанные часы превращаются в зрелые плазмоциты.
Продуктивная фаза антителообразования сравнительно непродолжительна. Применительно к одному клону она длится около 10 суток, но по отношению ко многим из них может увеличиться до нескольких недель, однако через 2-3 месяца титр антител в крови переболевших инфекционными заболеваниями резко снижается.
Функциональные особенности плазмоцитов. Касаясь функциональных особенностей плазмоцитов, следует подчеркнуть, что они могут рассматриваться как своеобразные одноклеточные 6елковые железы. Как правило, плазмоциты образуют антитела одной иммунологической специфичности, например Н- или О-антитела к соответствующим жгутиковым и соматическим антигенам бактерий, Более того, при наличии в молекуле антигена двух разных детерминант плазмоцит вырабатывает антитела против одной из них. Только 0,01 % плазмоцитов продуцирует оба антитела. Первичный иммунологический ответ о6ычно начинается с синтеза IgМ. При вторичном ответе на антиген образуются микроглобулины IgG. Развитие клона плазмоцитов, начиная от плазмобласта до зрелой формы, занимает 5-6 суток. Жизненный цикл плазмоцитов, продуцирующих тот или иной вид антител, не превышает 48 ч. При этом вырабатывающиеся клоном плазмоцитов антитела представляют собой широкий спектр иммуноглобулинов, отличающихся по специфичности к различным детерминантам антигена.
АЛЛЕРГИЯ (ГИПЕРЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ)
Под аллергией
понимают неадекватный по силе иммунный ответ организма на определенное вещество-агент (аллерген), связанный с повышенной к нему чувствительностью (гиперчувствительностью). Аллергия специфична и возникает при повторном контакте с аллергеном, вызвавшим изменение иммунореактивности организма. Аллергия свойственна теплокровным животным и особенно человеку. Ее формирование в большей мере обусловлено способностью млекопитающих вырабатывать аллергические (анафилактические) IgЕ.
Природа и классификация аллергенов. Аллергию вызывают многочисленные факторы окружающей среды, но чаще всего химические вещества, обладающие свойствами иммуногенов и гаптенов. По резервуару их образования все аллергены делят на экзоаллергены,
попадающи извне, и эндоаллергены,
образующиеся в самом организме. Экзоаллергены, с которыми контактирует человек, в свою очередь подразделяют на аллергены неинфекционного и инфекционного происхождения. Среди неинфекционных аллергенов
различают бытовые, эпидермальные (перхоть, шерсть, волосы), лекарственные (пенициллин, сульфаниламиды и др.), промышленные (формалин, бензол), пищевые. Отдельно выделяют поллинозы,
вызываемые цветочной пыльцой растений (лат: ро11еп -
пыльца). Наиболее сильными сенсибилизирующими свойствами среди аллергенов инфекционного происхождения обладают аллергены патогенных грибков, бактерий и вирусов.
Типы аллергических реакций. Аллергии - это иммунные гуморально-клеточные реакции сенсибилизированного организма на повторное воздействиё аллергенов. В настоящее время различают реакции гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ) и реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). К ГНТ относят анафилактический шок, сывороточную болезнь, бронхиальную астму, сенную лихорадку, крапивницу, непереносимость к пищевым и лекарственным веществам. Столь же многочисленна группа реакций ГЗТ. К этой категории гиперчувствительности, в частности, относят инфекционную аллергию на бактерии, вирусы и грибы; аллергию на антибиотики и химические вещества; воспалительные реакции при отторжении трансплантата.
Механизм и общая характеристика реакций ГНТ. В основе возникновения реакций ГНТ лежит процесс взаимодействия между IgE и аллергеном. При этом нужно иметь в виду, что молекулы IgЕ фиксированы на тучных и других клетках тканей, базофилах крови, а у сенсибилизированных лиц (особей) они в большом количестве обнаруживаются в крови.
В развитии ГНТ различают три фазы: иммунологическую, патохимическую и патофизиологическую.
В иммунологической фазе
аллерген реагирует с цитофильными и свободноплавающими в крови и межтканевой жидкости антителами.
В патохим.ической. фазе,
наступающей вслед за образованием иммунных комплексов на внешних мембранах туч»ых клеток и базофилов, высвобождаются биологически активные вещества, которые повышают проницаемость капилляров и слизистых оболочек, способствуют всасыванию аллергенов и развитию 6ыстрой воспалительной реакции. Реагирование аллергенов со свободноплавающими IgЕ (по старой терминологии - с анафилаксинами) сопровождается 6ыстрsм связыванием комплемента, изменением коллоидного состава и свертываемости крови.
В патофизиологической фазе
при различных реакциях ГНТ отмечаются отек слизистых оболочек, покраснение и зуд кожных покровов (крапивница, сенная лихорадка), удушье в результате спазма гладкой мускулатуры бронхов (астма), припухлость и болезненность суставов (сывороточная болезнь), другие местные воспалительные реакции, а при резких нарушениях деятельности сердечно-сосудистой системы -внезапно возникающий анафилактичесуий шок.
Реакции ГНТ проявляются в ближайшие 15 -20 мин после воздействия специфического аллергена; вызываются аллергенами антигенной и неантигенной природы; являются следствием взаимодействия аллергенов с аллергическими антителами. Реакции передаются пассивным путем, посредством введения сывороток сенсибилизированных животных. В 6ольшинстве случаев состояние гиперчувствительности к аллергену можно легко снять путем десенси6илизации.
Механизм и общая характеристика реакций ГЗТ. Реакции ГЗТ обусловлены взаимодействием Т-лимфоцитов с соответствующим аллергеном. В развитии ГЗТ выделяют те же три фазы реакции. В иммунологической фазе
аллерген реагирует с неиммунными лимфоцитами, которые в результате бласттрансформации превращаются в зрелые эффекторные тимоциты, способные узнавать «свой» аллерген. В патохимической фазе
сенсибилизированные лимфоциты выделяют лимфотоксины
, факторы, которые обусловливают хемотаксис и усиливают фагоцитоз, защищают фагоциты от повреждения и ингибируют миграцию макрофагов и др.
Патофизиологическая фаза
проявляется выраженной реакцией воспаления в разных тканях и органах.
Реакции ГЗТ развиваются в течение многих часов или нескольких суток после контакта с аллергеном; вызываются после длительного воздействия инфекционных аллергенов и химических веществ; протекают в самых разнообразных тканях с явлением,альтерации (повреждения) клеток сенсибилизированными лимфоцитами; пассивная передача сыворотками сенсибилизированных животных невозможна и достигается введением взвеси Т-лимфоцитов; десенсибилизировать ГЗТ, как правило, не удается.
В заключение следует подчеркнуть, что провести резкую грань между реакциями ГНТ и ГЗТ невозможно. Вначале, по-видимому, формируется ГЗТ как Т-клеточная реакция организма на аллерген, а после выработки иммуноглобулинов проявляется в виде ГНТ. Возможно, обе реакции развиваются параллельно и независимо одна от другой. В ответ на повторное воздействие аллергена у разных животных возникает то ГНТ, то ГЗТ либо обе реакции гиперчувствительности одновременно.
ПАТОГЕНЕЗ И ХАРАКТЕР ПРОЯВЛЕНИЯ
АНАФИЛАКСИИ И ИНФЕКЦИОННОЙ АЛЛЕРГИИ
В возникновении различных типов аллергий
ведущее значение принадлежит индивидуальной иммунной реактивности организма человека Однако есть аллергии, доминирующую роль в развитии которых играет характер аллергена. К ним относят анафилактический шок и инфекционную аллергию.
Анафилаксия. Анафилаксия (греч. aha - обратное и jilakziz -действие или беззащитность) представляет собой реакцию гиперчувствительности немедленного типа, которая чаще всего возникает при повторном парентеральном введении чужеродной сыворотки или пенициллина.
Виды анафилаксии. По признаку генерализации различают общую и местную анафилаксии, а по способу приобретения - активную и пассивную. Общая анафилаксия
проявляется как системная реакция, нарушающая жизнедеятельность всего организма, а местная -
как локальная, ограниченная определенным участком кожи, ткани, органа. Активная анафилаксия
является следствием выработки антител под влиянием аллергена, а пассивная -
результатом пассивной передачи иммунных сывороток (иммуноглобулинов) от сенсибилизированных до норов.
Характеристика и проявление анафилактического шока. Самой тяжелой формой о6щей анафилаксии является анафилактический шок. Легче всего его вызвать у морских свинок, сенсибилизируя их лошадиной сывороткой. Вводят ее подкожно, внутрибрюшинно, внутривенно. Отмечено, что сенсибилизация животных происходит тем быстрее, чем меньше доза антигена. Эффективным является даже 0,000001 мл сыворотки. Готовность животных отвечать анафилактическим шоком возникает спустя 9-12 дней инкубации и совпадает с моментом появления антител в крови. Реализуется шок при соблюдении двух условий: 1) повторная или разрешающая доза сыворотки должна превышать сенсибилизирующую в 10-100 раз и быть не меньше 0,1 мл; 2) для развития шока разрешающую дозу антигена необходимо вводить в кровоток (внутривенно или внутрисердечно).
У морской свинки при возникновении анафилактического шока вначале появляются возбуждение, одышка, затрудненное дыхание, далее, после конвульсивных прыжков, животное падает и погибает, выделяя кал и мочу. При вскрытии павших животных отмечаются резкая эмфизема легких вследствие спазма гладкой мускулатуры бронхов, кровоизлияния в слизистые и серозные оболочки. У человека при возникновении анафилактического шока учащается пульс, повышается температура, возникает одышка, появляются судороги, отеки, боли в суставах, высыпания, резко нарушается деятельность сердечно-сосудистой системы. Смерть анафилаксии наступает редко.
В патогенезе анафилактического шока различают обычные для аллергической реакции ГНТ три стадии.
Местная анафилаксия
возникает в коже, подкожной клетчатке и в органах при многократных инъекциях чужеродной сыворотки. При этом развивается гиперергическое воспаление с резко выраженным отеком и квоизлиянием в ткани, заканчивающееся их некрозом. Впервые активный тип гиперергической реакции с образованием глу6оких незаживающих язв в коже и подкожной клетчатке описал Н. Артюс у кроликов, которым 5-7 раз через 5 - 6 дней подкожно вводили лошадиную сыворотку. Феномен Артюса сравнительно легко передается пассивно путем парентерального введения сыворотки сенсибилизированного донора с последующей подкожной инъекцией реципиенту разрешающей дозы сыворотки. В основе развития местной анафилаксии лежит альтерация клеток иммунными преципитатами, связывающими комплемент.
Пассивная анафилаксия
- это передача интактному животному состояния анафилаксии посредством введения сыворотки сенсибилизированного донора. Сенсибилизированный реципиент через несколько часов после фиксации в его тканях антител приобретает способность реагировать на введение соответствующего аллергена анафилактический шоком или местной анафилаксией. Пассивно переданная гиперчувствительность к аллергену сохраняется в организме морской свинки от 3-4 недель до 2 месяцев и полностью исчезает после разрушения введенных антител.
Инфекционная аллергия. Развитие инфекционной аллергии и природу ее иммунологической сущности описал Р. Кох. Повторно заражая морскую свинку микобактериями туберкулеза, он обнаружил необычно бурную на них реакцию больного животного. На месте подкожного введения суперинфицирующей дозы в считанные дни возникала язва и вместе с некротической тканью удалялись бактерии туберкулеза, что предупреждало их, распространение в регионарные лимфатические узлы и через кровь - во внутренние органы свинки.
Подобное состояние гиперчувствительности характерно для многих инфекционных заболеваний, но интенсивность проявления этой аллергической реакции не имеет столь яркого характера, как при туберкулезе. Этот тип ГЗТ выявляют с помощью диагностических проб, в которых используются аллергены. Готовятся они из фильтратов бульонных культур, взвесей убитых микроорганизмов или их экстрактов. Вводят аллергены в организм человека накожно или внутрикожно. Накожныё пробы проводят с помощью скарификатора, которым через каплю аллергена, нанесенную в нижней трети предплечья, делают две параллельные поверхностные насечки кожи длиной 5 мм, избегая повреждения сосудов и появления крови. Внутрикожно аллерген вводится туберкулиновым шприцем в количестве 0,05-0,1 мл.
Следует подчеркнуть, что скарификационные пробы более специфичны, чем внутрикожные, но последние во стократ чувствительнее первых. При положительных реакциях на месте введения аллергена спустя 24 - 48 ч возникает инфильтрат, состоящий преимущественно из лимфоцитов моноцитов и макрофагов, что визуально проявляется покраснением и припухлостью диаметром более 10 мм.
Оценивая аллергические пробы, нео6ходимо учитывать возможность получения ложноположительных реакций у людей с повышенной чувствительностью кожи или же из-за из6ыточного введения аллергена и нарушения техники их производства. Положительные, но не диагностические аллергические пробы могут регистрироваться у привитых лиц (поствакцинальные), переболевших (анамнестические) или же у больных другим инфекционным заболеванием, возбудитель которого имеет сходные групповые аллергены. В о6щем говоря, положительные аллергические пробы свидетельствуют об инфицированности людей. С учетом этих оговорок они нашли широкое применение в экспресс-диагностике туберкулеза и микобактериозов, лепры, бруцеллеза, туляремии, сапа, актиномикоза, токсоплазмоза, дерматомикозов и др.
ИММУНОПРОФИЛАКТИКА И ИММУНОТЕРАПИЯ
ВАКЦИНЫ
Вакцины -
это биологические препараты, предназначенные для создания у людей, животных и птиц иммунитета к инфекционным заболеваниям или реже - к ядам. Имеются корпускулярные и некорпускулярные вакцины. Корпускулярные вакцины содержат аттенуированные
(осла6ленные) или убитые микро6ы, некорпускулярные - продукты их химического расщепления (химические вакцины), о6езврежениые экзотоксины бактерий или яды животного и растительного происхождения (анатоксины). По числу антигенов, входящих в вакцину, различают моно- и поливакцины (ассоциированные), по видовому составу – бактериальные, риккетсиозные, вирусные.
Живые вакцины -
это, как правило, моновакцины. Одни из них содержат ослабленные бактерии (бруцеллезная, туляремийная, чумная, сибироязвенная, туберкулезная вакцины), другие - вирусы (против натуральной оспы, желтой лихорадки, 6ешенства, полиомиелита, кори, эпидемического паротита). Живые вакцины наиболее иммуногенны и обычно создают напряженный и длительный иммунитет, вследствие того, что измененные штаммы (мутанты) сохраняют свойство размножаться (репродуцироваться) в привитом организме, вызывая миниатюрную вакцинную инфекцию, сжатую в сроках течения и сглаженную по тяжести проявления. Например, противооспенная и туляремийная вакцины обеспечивают устойчивость на протяжении 5-7 лет. Исключение составляет, пожалуй, только антигриппозная вакцина, создающая выраженный иммунитет на 6-8месяцев. К недостаткам живых вакцин относится то, что они очень, реактогенны (энцефалитогенны), обладают аллерргическими свойствами, за счет остаточной вирулентности могут вызывать серьезные осложнения, вплоть до генерализации вакцинного процесса и развития менингоэнцефалита.
Убитые вакцины
(брюшнотифозная, паратифозная А и В, дизентерийная, холерная, коклюшная, лептоспирозная, сыпнотифозная, против гриппа, полиомиелита, клещевого энцефалита) используются в виде моно- и поливакцин. Некоторые из них (лептоспирозная, антигриппозная), лючающие несколько разновидностей (сероваров) возбудителя, называются поливалентными. Убитые вакцины слабоиммуногенны и создают непродолжительнЬш иммунитет сроком до года, по-видимому, потому, что в процессе их изготовления происходит денатурация антигенов.
Химцческие вакцины -
это препараты, состоящие из полных антигенов микробных культур и очищенные от балластных веществ. Применяются для профилактики брюшного тифа, паратифов А и В (вакцина TABte со столбнячным анатоксином), коклюша, туберкулеза. Разрабатывается метод получения вакцин из протективных антигенов и рибосом. Реактогенность хорошо очищенных вакцин незначительна. По профилактической эффективности химические вакцины превосходят убитые корпускулярные.
Анатоксины
(столбнячный, дифтерийный, гангренозные, ботулинический, стафилококковый) относительно мало реактогенны, создают напряженный и длительный иммунитет до 4-5 лет и более.
В настоящее время в арсенале средств борьбы с инфекционными (заболеваниями насчитывается около 30 вакцинальных препаратов против бактериальных, вирусных, риккетсиозных инфекций.
Общая характеристика вакцин будущего. Синтетические вакцины -
безбалластные вакцины, содержащие естественные или искусственно синтезированные микробные (вирусные) протективные антигены, не обладающие побочным токсическим действием. Для усиления иммунного ответа они конъюгируются со специально подобранными Т-зависимыми носителями и введены в адъюванты (иммуномодуляторы), которые стимулируют образование высоких титров антител.
Рекомбинантные вакцины -
искусственно созданные вакцины, содержащие рекомбинантные вирусы или микробы-химеры, в геномы которых введены гены других микробных видов, кодирующие один или несколько специфических антигенов. Таким путем, в частности, уже создан, рекомбинантный вирус оспенной вакцины, синтезирующий поверхностный HBs-антиген вируса гепатита В; кодирующий гемагглютинин вирус гриппа А; гликопротеины вирусов простого герпеса и везикулярного стоматита. Экспрессия HBs-антигена осуществлена также в дрожжевых клетках, отличающихся необычайно высокой иммуногенностью и полной безвредностью.
Цели применения. Вакцины предназначаются для создания активного индивидуального и коллективного иммунитета. Чаще всего они используются для профилактики инфекционных заболеваний, реже для лечения (гонококковая, стафилококковая, спиртовая дизентерийная вакцины, Vi - антиген брюшнотифозной палочки, бруцеллезная вакцина).
Способы изготовления. Для получения вакцин применяют физические, химические, биологические факторы. Живые вакцины обычно получают, пассируя патогенные микробы через организм невосприимчивых животных, куриный эмбрион, культуры клеток, добиваясь резкого снижения вирулентности. Убитые бактериальные вакцины гртовят по методу Колле, для чего микробы выращивают на плотных средах, смывают, стандартизируют, обезвреживают нагреванием (гретые вакцины) или воздействием химических соединений (формолвакцины, фенолвакцины, ацетоновые и т. п.). Анатоксины получают по методу Рамона, который для детоксикации бактериальных экзотоксинов предложил прибавлять к ним 0,3-0,8 % формалина с последующим выдерживанием на протяжении 3-4 недель при температуре 37-42 "С.
Пути введения вакцин. Вакцины вводят в организм накожно, внутрикожно, подкожно, через рот и нос. В последние годы широкое распространение получил метод массовой вакцинации с помощью безыгольных, инъекторов. С той же целью разрабатывается аэрогенный способ одновременной аппликации вакцины на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, глаз и носоглотки.
Схема вакцинации. Живые вакцины, кроме полиомиелитной, применяются однократно, убитые корпускулярные, химические вакцины и анатоксиньг вводятся два-три раза с интервалами от 7-10 до 25-40 дней. Ввиду того что многократная вакцинация не обеспечивает высокого охвата населения прививками, применяются депо-вакцины. В качестве депонирующих веществ используют минеральные коллоиды, чаще всего гели гидроксида или фосфата алюминия, масла, которые как адсорбенты обеспечивают постепенное длительное воздействие антигенов на организм, а некоторые на них, например сложные адъюванты типа Фрейнда, неспецифически стимулируют антителогенез.
Плановые прививки. Вакцинацию проводят в плановом порядке и по эпидемическим показаниям (при возникновении заболеваний). Проведение прививок регулируется государственными законами и является общественной мерой борьбы с инфекциями. В настоящее время принят четкая программа иммунизации детей. На первом году жизни ребенка прививают против туберкулеза (в роддоме на 5-7-й день), полиомиелита (в 3 мес.), коклюша, дифтерии и столбняка (в 4 - 5 мес.), а по достиженм года иммунизируют антикоревой вакциной.
ИММУННЫЕ СЫВОРОТКИ (ГАММА-ГЛОБУЛИНЫ)
Сывотортка –
жидкая часть крови, лишенная фибриогена. Она образуется при свертывании крови и отделении плазмы от сгустка и форменных элементов.
Классификация. Сыворотки бывают нормальные и иммунные с повышенным титром иммуноглобулинов; гомологичные, полученные от человека, и гетерологичные, или чужеродные, полученные от специально иммунизированныx животных. Иммунные сыворотки по целевому назначению подразделяют на лечебно-профилактические и диагностические, а по характеру содержащихся в них антител - на антитоксические и антимикробные.
Диагностические сыворотки, как уже было сказано, используются для идентификации патогенных микробов. С помощью лечебно-профилактических сывороток создается пассивный иммунитет. Надобность в нем возникает при инфицировании (серопрофилактика) или заболевании (серотерапия).
Антитоксические сыворотки нейтрализуют бактериальные экзотоксины и применяются для лечения и профилактики токсинемических инфекций. К ним относятся противодифтерийная, противостолбнячная, антистафилококковая, против анаэробной инфекции, противоботулиническая сыворотки.
Антимикробные сыворотки обезвреживают бактерии и вирусы. Лучшими из них являются вируснейтрализующие сыворотки, в частности антикоревая, противооспенная, антирабическая, противоэнцефалитная, противополиомиелитная и противогриппозная. Лечебно-профилактическая эффективность антибактериальных сывороток низка, они используются главным образом для профилактикй коклюша и лечения чумы, сибирской язвы, лептоспироза.
Титрование антитоксических лечебных сывороток. Антитоксические сыворотки титруются в антитоксических или международных единицах (AЕ или МЕ). За 1 АЕ принимают минимальное количество сыворотки, предохраняющее определенный вид животных от гибели при заражений специально подобранной дозой токсина. Так, 1 АЕ антидифтерийной сыворотки - это наименьшее количество сыворотки, которое на протяжении 4 суток предохраняет от смерти морскую свинку массой 250 г, инфицированную 100 ДLМ дифтерийного токсина.
Антибактериальные и антивирусные сыворотки не титруются и вводятся по клиническим показаниям в миллилитрах. При определении их лечебной дозы учитываются тяжесть, день заболевания и возраст больного.
Методы получения сыворотки. Лечебные и профилактические гетерологичные сыворотки получают путем иммунизации лошадей, поскольку эти животные более реактогенны, чем другие, и дают большой выход антител. Кроме того, лошадиный белок наименее анафилактогенен. Для получения антитоксических сывороток лошадей вначале иммунизируют анатоксином, а после создания базисного иммунитета - возрастающим дозами токсина. Антибактериальные сыворотки получают путем введения животным убитых или живых микробов.
Нередко для лечения и профилактики инфекционных болезней используются гомологичные сыворотки здоровых доноров, пере6олевших людей или препараты плацентарной крови.
Гамма-глобулины. В целях концентрации иммуногло6улинов, снижения токсичности и уменьшения аллергического действия сыворотки освобождают от балластных белков. При этом используют методы фракционирования сывороток с помощью спирто-водных смесей при температуре 0 "С, ультрацентрифугирования, электрофореза, ферментативного гидролиза (метод диаферм). Очищенные и концентрированные препараты гамма-глобулиновой фракции сывороточных 6елков, содержащие высокие титры антител, называют иммуноглобулинами, а в практике - гамма-глобулинами. В сравнении с нативной сывороткой они более авидны, быстрее реагируют и прочно связываются с антигеном. Применение гамма-гло6улинов снизило количество и тяжесть осложнений, возникающих при введении гетерологичных сывороток. Важно и то, что современная технология изготовления человеческого гамма-глобулина гарантирует полную ги6ель вирусов гепатита.
Способы введения. Сыворотки и гамма-гло6улины вводят в организм различными путями: подкожно, внутримышечно, внутривенно или в спинномозговой канал. После введения иммунной сыворотки пассивный иммунитет возникает спустя несколько часов и продолжается 8-15 дней. .
Специфическая десенсибилизация (гипосенсибилизация) анафилаксий. У сенсибилизированных чужеродной сывороткой животных анафилактическое состояние сохраняется в течение многих месяцев, а у человека - практически всю жизнь. В целях предупреждения анафилаксий у человека А. М. Безредка предложил вводить сыворотку небольшими дозами многократно, постепенно связывая анафилактические антитела Этот способ профилактики анафилактического шока называют специфической десенсибилизацией.
Проводя ее, предварительно определяют чувствительность организма к белку. С этой целью в сгибательную поверхность предплечья внутрикожно вводят 0,1 мл чужеродной сыворотки разведенной 1:100. При отрицательной реакции, проявляющейся с образованием папулы диаметром 9 мм с небольшим ободком покраснения, через 20-30 мин поочередно вводят 0,1 мл и 0,2 мл цельной сыворотки, а спустя 1 -1,5 ч всю остальную дозу. При положительной внутрикожной пробе с инфильтратом более 10 мм десенсибилизация вначале проводится разведенной 1:100 сывороткой в дозах 0,5, 1,0, 2,0, 5 мл с интервалами в 20 мин, а затем с теми же промежутками 3 раза цельной - 0,1, 0,2, оставшийся объем. Состояние десенсибилизации непродолжитёльно и через 5-14 дней вновь появляется исходная гиперчувствительность.
Гомологичные сыворотки (сыворотки человека) анафилактических реакций не вызывают. При нео6ходимости лечебную дозу этих сывороток вводят одновременно. Так, гамма-глобулин из сыворотки человек для профилактики кори вводят внутримышечно в количествё 1,5-З мл. , Для лечения и профилактики инфекционных заболеваний сыворотки и гамма-глобулины должны вводиться как можно раньше после заражения или заболевания. Например, противостолбнячную сыворотку следует использовать в первые 12 ч от момента ранения, а противодифтерийную -
не позднее 2-4 ч после постановки диагноза.
СЕРОЛОГОЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ИММУНИТЕТА
Серологическими называют такие реакции, для постановки которых используют сыворотку (serum), содержащую антитела.
Серологические реакции применяют: а) для идентификации микроорганизмов, токсинов, любого другого антигена с помощью известного антитела (иммунная диагностическая сыворотка); б) для определения природы антитела в сыворотке крови с помощью известного антигена (диагностикум).
Основными серологическими реакциями являются реакции агглютинации, преципитации, связывания комплемента, иммунофлюоресценции, нейтрализации вирусов на культурах клеток, куриных эмбрионов и животных, реакция торможения гемагглютинации.
Общие закономерности серологических реакций: 1) реакции ставятся in vitro; 2) проявляются при иммунологическом соответствии (гомологичности) антигена и антитела, в оптимальных температурных условиях и рН среды; 3) протекают в две фазы: а) взаимодействие антигена с антителом, или специфическая фаза; 6) образование видимого невооруженным глазом иммунного комплекса антитело-антиген, или неспецифическая фаза.
Для определения родовой, видовой и типовой принадлежности микробов иммунные диагностические сыворотки получают путем многократного введения животным в нарастающих дозах убитых или живых микроорганизмов, продуктов их распада, токсинов и анатоксинов Иногда для активации антителообразования применяют адъюванты "как стимуляторы иммуногенеза.
После определенного цикла иммунизации животных проводят пробное кровопускание и определяют титр антител. Если в сыворотке содержится достаточное количество антител, делают массивное кровопускание или тотальное обескровливание животного. Кровь, собранную в стерильную посуду, сначала помещают в термостат при температуре 37° С на 4-6 для ускорения свертывания, затем -на сутки в ледник. Полученную прозрачную сыворотку отсасывают в стерильную посуду, добавляют консерванты (мертиолат, хинозол), проверяют на стерильность и разливают в ампулы.
К диагностическим сывороткам относятся: 1) агглютинирующие бактерии (корпускулы); 2) преципитирующие, предназначенные для выявления некорпускулярных антигенов; 3) гемолитическая, используемая в реакции связывания комплемента; 4) антитоксические и антивирусные, используемые для типирования токсинов и вирусов в реакции нейтрализации.
Выпускают также люминесцентные сыворотки, иммуноглобулины которых метятся флюорохромами. Применяются они для ускоренной диагностики инфекционных болезней.
В качестве антигенов в серологических реакциях используют взвеси живых и убитых бактерий, продукты их расщепления, токсины, экстракты тканей животных.
РЕАКЦИЯ АГГЛЮТИНАЦИИ
Агглютинацией
называется склеивание бактерий при действии на нх специфических антител в присутствии электролита. Ее используют:
1) для определения вида и серовара выделенных бактерий (серотипаж);
2) для обнаружения антител в сыворотке крови больного (серодиагностика).
Для постановки реакции агглютинации (РА) необходимы три компонента: антиген (агглютиноген), антитело (агглютинин) и электролит (изотонический раствор натрия хлорида). В качестве антигена в РА применяют взвеси живых и убитых бактерий (диагностикумы).
Для получения агглютинирующих сывороток обычно иммунизируют кроликов. При этом им 5-7 раз подкожно, а затем внутривенно с интервалами 2-7 суток в возрастающих дозах вводят взвесь убитых, а в конце - 2-3 раза живых бактерий. Через неделю после иммунизации определяют титр сыворотки, или максимальное ее разведение, которое агглютинирует гомологичный микроорганизм. Если титр сыворотки недостаточен, иммунизацию продолжают. Полученные таким образом агглютинирующие сыворотки называются неадсорбированными,
поскольку содержат групповые агглютинины и могут в небольших разведениях склеивать родственные в антигенном отношении бактерии. Поэтому для определения вида бактерий надо ставить развернутую реакцию с сывороткой, разведенной от 1:100 до ее титра. Сыворотка соответствует микроорганизму в том случае, если как минимум агглютинирует его до половины титра.
Более достоверные результаты при определении вида или серовар бактерий дают адсорбированные (монорецепторные
или типоспецифические) сыворотки
, которые не имеют групповых агглютининов, вследствиечего нет необходимости разводить их. Реакцию агглютинации в нихставят на предметном стекле.
Ориентировочная, или пластинчатая реакция агглютинации. Ориентировочную РА выполняют перед постановкой развернутой реакции для того, чтобы отобрать на среде агглютинирующиеся в сыворотке колонии бактерий (культуры) и исключить из дальнейших исследований неагглютинирующиеся. Ставят ее при комнатной температуре на предметном стекле (рис. 5, а).
Для этого на его поверхность пастеровской пипеткой раздельно наносят 2-3 капли различных сывороток в разведениях 1:10-1:20 и каплю 0,5 % раствора хлорида натрия (контроль РА). В каждую каплю за исключением контрольной вносят подозрительные колонии (петлю культуры) и тщательно перемешивают до равн
Гуморальные факторы неспецифической защиты организма включают в себя нормальные (естественные) антитела, лизоцим, пропердин, бета-лизины (лизины), комплемент, интерферон, ингибиторы вирусов в сыворотке крови и ряд других веществ, постоянно присутствующих в организме.
Антитела (естественные). В крови животных и человека, которые ранее никогда не болели и не подвергались иммунизации, обнаруживают вещества, вступающие в реакцию со многими антигенами, но в низких титрах, не превышающих разведения 1:10 ... 1:40. Эти вещества были названы нормальными или природными антителами. Считают, что они возникают в результате естественной иммунизации различными микроорганизмами.
Л и з о ц и м. Лизосомальный фермент присутствует в слезах, слюне, носовой слизи, секрете слизистых оболочек, сыворотке крови и экстрактах органов и тканей, в молоке; много лизоцима в белке куриных яиц. Лизоцим устойчив к нагреванию (инактивируется при кипячении), обладает свойством лизировать живые и убитые в основном грамположительные микроорганизмы.
Метод определения лизоцима основан на способности сыворотки действовать на культуру микрококкус лизодектикус, выращенную на косом агаре. Взвесь суточной культуры готовят по оптическому стандарту (10 ЕД) на физиологическом растворе. Исследуемую сыворотку последовательно разводят физиологическим раствором в 10, 20, 40, 80 раз и т. д. Во все пробирки добавляют равный объем взвеси микробов. Пробирки встряхивают и ставят в термостат на 3 ч при 37 °С. Учет реакции производят по степени просветления сыворотки. Титр лизоцима - это последнее разведение, в котором происходит полный лизис микробной взвеси.
С е к р е т о р н ы й и м м у н о г л о б у л и н А. Постоянно присутствует в содержимом секретов слизистых оболочек, молочных и слюнных желез, в кишечном тракте; обладает выраженными противомикробными и противовирусными свойствами.
П р о п е р д и н (от лат. pro и perdere - подготовить к разрушению). Описан в 1954 г. в виде полимера как фактор неспецифической защиты и цитолизина. Присутствует в нормальной сыворотке крови в количестве до 25 мкг/мл. Это сывороточный белок (бета-глобулин) с молекулярной массой
220 000. Пропердин принимает участие в разрушении микробной клетки, нейтрализации вирусов. Пропердин действует в составе пропердиновой системы: пропердин комплемент и двухвалентные ионы магния. Нативный пропердин, играет значительную роль в неспецифической активации комплемента (альтернативный путь активации).
Л и з и н ы. Белки сыворотки крови, обладающие способностью лизировать (растворять) некоторые бактерии и эритроциты. В сыворотке крови многих животных присутствуют бета-лизины, вызывающие лизис культуры сенной палочки, а также многих патогенных микробов.
Л а к т о ф е р р и н. Негеминовый гликопротеид, обладающий железосвязывающей активностью. Связывает два атома трехвалентного железа, конкурируя с микробами, в результате чего рост микробов подавляется. Синтезируется полиморфноядерными лейкоцитами и гроздевидными клетками железистого эпителия. Является специфическим компонентом секрета желез - слюнных, слезных, молочных, дыхательного, пищеварительного и мочеполового, трактов. Лактоферрин - фактор местного иммунитета, защищающий от микробов эпителиальные покровы.
К о м п л е м е н т. Многокомпонентная система белков сыворотки крови и других жидкостей организма, которые играют важную роль в поддержании иммунного гомеостаза. Впервые его описал Бухнер в 1889 г. под названием «алексин» - термолабильный фактор, в присутствии которого происходит лизис микробов. Термин «комплемент» ввел Эрлих в 1895 г. Комплемент весьма не устойчив. Было замечено, что специфические антитела в присутствии свежей сыворотки крови способны вызывать гемолиз эритроцитов или лизис бактериальной клетки, но если сыворотку перед постановкой реакции прогревать при 56 "С в течение 30 мин, то лизис не произойдет. Оказалось, что гемолиз (лизис) происходит за счет наличия комплемента в свежей сыворотке. Наибольшее количество комплемента содержится в сыворотке морской свинки.
Система комплемента состоит не менее чем из девяти различных белков сыворотки крови, обозначаемых от С1 до С9. С1 в свою очередь имеет три субъединицы - Clq, Clr, Cls. Активированная форма комплемента обозначается черточкой сверху (с).
Существует два пути активации (самосборки) системы комплемента - классический и альтернативный, отличающиеся пусковыми механизмами.
При к л а с с и ч е с к о м пути активации происходит связывание компонента комплемента С1 с иммунными комплексами (антиген + антитело), куда включаются последовательно субкомпоненты (Clq, Clr, Cls), С4, С2 и СЗ. Комплекс С4, С2 и СЗ обеспечивает фиксацию на клеточной мембране активированного С5 компонента комплемента, а затем включаются через ряд реакций С6 и С7, которые способствуют фиксации С8 и С9. В результате происходит повреждение клеточной стенки или лизис бактериальной клетки.
При а л ь т е р н а т и в н о м пути активации комплемента активаторами служат непосредственно сами вирусы, бактерии или экзотоксины. В альтернативном пути активации не участвуют компоненты С1, С4 и С2. Активация начинается со стадии СЗ, куда включается группа белков: Р (пропердин), В (проактиватор), конвертаза проактиватора СЗ и ингибиторы j и Н. Пропердин в реакции стабилизирует конвертазы СЗ и С5, поэтому этот путь активации называют также системой пропердина. Реакция начинается с присоединения фактора В к СЗ, в результате ряда последовательных реакций в комплекс (конвертаза СЗ) встраивается Р (пропердин), который воздействует как фермент на СЗ и С5,"и начинается каскад активации комплемента с С6, С7, С8 и С9, что приводит к повреждению клеточной стенки или лизису клетки.
Таким образом, система комплемента служит эффективным механизмом защиты организма, которая активируется в результате иммунных реакций или при непосредственном контакте с микробами или токсинами. Отметим некоторые биологические функции активированных компонентов комплемента: участвуют в регуляции процесса переключения иммунологических реакций с клеточных на гуморальные и наоборот; С4, связанный с клеткой, способствует иммунному прикреплению; СЗ и С4 усиливают фагоцитоз; С1 и С4, связываясь с поверхностью вируса, блокируют рецепторы, ответственные за внедрение вируса в клетку; СЗа и С5а идентичны анафилактоксинам, они воздействуют на нейтрофильные гранулоциты, последние выделяют лизосомные ферменты, разрушающие чужеродные антигены, обеспечивают направленную миграцию макрофагов, вызывают сокращение гладких мышц, усиливают воспаление.
Установлено, что макрофаги синтезируют С1, С2, СЗ, С4 и С5; гепатоциты - СЗ, Со, С8; клетки паренхимы печени - СЗ, С5 и С9.
И н т е р ф е р о н. Выделен в 1957г. английскими вирусологами А. Айзексом и И. Линдерманом. Интерферон первоначально рассматривался как фактор противовирусной защиты. В дальнейшем выяснилось, что это группа белковых веществ, функция которых заключается в обеспечении генетического гомеостаза клетки. В качестве индукторов образования интерферона, помимо вирусов, выступают бактерии, бактериальные токсины, мито-гены и др. В зависимости от клеточного происхождения интерферона и индуцирующих его синтез факторов различают а-ин-терферон, или лейкоцитарный, который продуцируют лейкоциты, обработанные вирусами и другими агентами; (3-интерферон, или фибробластный, который продуцируют фибробласты, обработанные вирусами или другими агентами. Оба эти интерферона отнесены к типу I. Иммунный интерферон, или у-интерферон, продуцируют лимфоциты и макрофаги, активированные невирусными индукторами.
Интерферон принимает участие в регуляции различных механизмов иммунного ответа: усиливает цитотоксическое действие сенсибилизированных лимфоцитов и К-клеток, оказывает анти-пролиферативное и противоопухолевое действие и др. Интерферон обладает видотканевой специфичностью, т. е. более активен в той биологической системе, в которой выработан, защищает клетки от вирусной инфекции лишь в том случае, если воздействует на них до контакта с вирусом.
Процесс взаимодействия интерферона с чувствительными клетками включает в себя несколько этапов: адсорбция интерферона на клеточных рецепторах; индукция антивирусного состояния; развитие вирусной резистентности (наполнение интерферониндуцированных РНК и белков); выраженная резистентность к вирусному инфицированию. Следовательно, интерферон не вступает в прямое взаимодействие с вирусом, а препятствует проникновению вируса и ингибирует синтез вирусных белков на клеточных рибосомах в период репликации вирусных нуклеиновых кислот. У интерферона также установлены радиационно-защитные свойства.
И н г и б и т о р ы. Неспецифические противовирусные вещества белковой природы, присутствуют в нормальной нативной сыворотке крови, секретах эпителия слизистых оболочек дыхательного и пищеварительного трактов, в экстрактах органов и тканей. Обладают способностью подавлять активность вирусов в крови и жидкостях вне чувствительной клетки. Ингибиторы подразделяют на термолабильные (теряют свою активность при прогревании вании сыворотки крови до 6О...62°С в течение 1 ч) и термостабильные (выдерживают нагревание до 100 °С). Ингибиторы обладают универсальной вируснейтрализующей и антигемагглютинирующей активностью в отношении многих вирусов.
Ингибиторы тканей, секретов и экскретов животных оказались активными в отношении многих вирусов: например, секреторные ингибиторы респираторного тракта обладают антигемагглютинирующей и вируснейтрализующей активностью.
Бактерицидная активность сыворотки крови (БАС). Свежая сыворотка крови человека и животных обладает выраженными бактериостатическими свойствами в отношении ряда возбудителей инфекционных болезней. Основные компоненты, подавляющие рост и развитие микроорганизмов, - это нормальные антитела, лизоцим, пропердин, комплемент, монокины, лейкины и другие вещества. Поэтому БАС является интегрированным выражением противомикробных свойств гуморальных факторов неспецифической защиты. БАС зависит от состояния здоровья животных, условий их содержания и кормления: при плохом содержании и кормлении активность сыворотки значительно снижается.
Определение БАС основано на способности сыворотки крови подавлять рост микроорганизмов, что зависит от уровня нормальных антител, пропердина, комплемента и др. Реакцию ставят при температуре 37 °С с различными разведениями сыворотки, в которые вносят определенную дозу микробов. Разведение сыворотки позволяет установить не только ее способность подавлять рост микробов, но и силу бактерицидного действия, что выражается в единицах.
Защитно-адаптационные механизмы . К неспецифическим факторам защиты также принадлежит стресс. Факторы, вызывающие стресс, были названы Г. Силье стрессорами. По Силье стресс - особое неспецифическое состояние организма, возникающее в ответ на действие различных повреждающих факторов окружающей среды (стрессоров). Кроме патогенных микроорганизмов и их токсинов в качестве стрессоров могут выступать холод, голод, тепло, ионизирующее излучение и другие агенты, обладающие способностью вызывать ответные реакции организма. Адаптационный синдром может быть общим и местным. Он обусловливается действием гипофизарно-адренокортикальной системы, связанной с гипоталамическим центром. Под влиянием стрессора щпофиз начинает усиленно выделять андренокортикотропный гормон (АКТГ), стимулирующий функции надпочечников, вызывая у них усиленное выделение противовоспалительного гормона типа кортизона, снижающего защитно-воспалительную реакцию. Если действие стрессора слишком сильно или продолжительно, то в процессе адаптации возникает болезнь.
При интенсификации животноводства количество стрессовых факторов, воздействию которых подвергаются животные, значи тельно возрастает. Поэтому профилактика стрессовых воздействий, снижающих естественную резистентность организма и обусловливающих заболевания, является одной из важнейших задач ветеринарной службы.