Видатний імунолог А. М. Безредка ввів в науку поняття «місцевий імунітет». У перекладеної на багато мов світу невеликій монографії, присвяченій пам'яті його вчителя і друга, великого вченого Іллі Ілліча Мечникова, він визначив місцевий імунітет як формування несприйнятливості до інфекцій окремого органу, скажімо, шкіри або кишечника, без освіти захисних білків-антитіл. А. М. Безредка вважав, що місцеву стійкість забезпечують чутливі клітини органу, звикають до ослабленим або вбитим мікроорганізмам. Вони роблять орган нечутливим і до «диким», яка циркулює в природі збудників інфекції.
Теоретичні уявлення А. М. Безредки набули широкого поширення, однак випробування часом вони не витримали. Розвиток вчення про цілісність організму і нейропуморальной регуляції різних проявів його життєдіяльності, прогрес у вивченні клітинних і біохімічних основ стійкості до інфекційних захворювань відвели цим уявленням лише історичне місце. У той же час рекомендації А. М. Безредки про доцільність запровадження профілактичні вакцинних препаратів безпосередньо до органів, що є вхідними воротами збудників інфекційних захворювань, залишилися в золотому фонді науки. Найбільш рельєфне доказ цього - профілактика поліомієліту за допомогою вакцини з живих, спеціально ослаблених вірусів у вигляді драже або таблеток. За розробку методу і впровадження його в медичну практику відомі радянські вчені академіки АМН СРСР А. А. Смородинцев і М. П. Чумаков удостоєні Ленінської премії.
Отже, місцевий імунітет, або, правильніше, місцева несприйнятливість. - це комплекс пристосувань, що захищає поверхні, що стикаються з зовнішнім середовищем, від чужорідних біологічних агентів. Тим самим місцевий імунітет бере участь в підтримці сталості внутрішнього середовища організму, його цілісності і є нерозривною і соподчиненной частиною загального імунітету.
У той же час механізми місцевого імунітету відрізняються значним своєрідністю. Тому він є досить добре окреслену, в певних межах автономну систему організму людини і тварин. Знезараження хвороботворних мікробів і вірусів - далеко не єдина і, можливо, не головна функція місцевого імунітету. Ця система бере участь і в попередженні поширення збудників заразних хвороб від хворих до здорових. У зв'язку з цим місцевому імунітету належить виключно важливе значення в популяційної стійкості.
У порожнині носа, рота, в кишечнику постійно мешкають численні мікроорганізми. Одні з них нешкідливі або навіть корисні, інші стають хвороботворними під впливом впливів, які ослаблюють захисні пристосування організму. Загальновідомий приклад такої бактеріальної агресивності - розвиток ускладнень, наступних за захворюванням на грип. Контроль за розмноженням мікрофлори органів, які сполучені із зовнішнім середовищем, також одна з обов'язків місцевого імунітету. Через травні і повітроносні шляхи в організм безперервно надходить велика кількість різноманітних антигенів - речовин, здатних викликати відповідну реакцію з боку клітин, відповідальних за сталість складу внутрішнього середовища. Якщо специфічна активність цих антигенів НЕ буде нейтралізована захисними пристосуваннями місцевої несприйнятливості, це може привести до розвитку важких хвороб. Є дані про участь місцевого імунітету в стійкості до ракових захворювань порожнини рота, кишечника і деяких інших органів.
Ще кілька років тому вважали, що основною (якщо не єдиний) чинник місцевого імунітету - антитіла, що містяться у всіх зовнішніх секрети: сльозах, слині, рідині середнього вуха, жіночому молозиві і молоці і т. Д.
Більшість цих антитіл відноситься до особливої форми імуноглобуліну А, майже зовсім відсутньої в сироватці крові. Дослідження вчених, однак, переконливо доводять, що місцева стійкість не може бути зведена тільки до дії антитіл і має складну, комплексну природу. Її основу складають захисні пристосування, що істотно відрізняються між собою. Одні з них - вроджені і існують постійно, незалежно від того, чи зустрічався організм зі збудником даного захворювання чи ні. До них можна віднести, наприклад, деякі білки, що містяться у виділеннях залоз внутрішньої оболонки дихального і травного тракту. Білки ці здатні пригнічувати (інгібувати) хвороботворну активність вірусів і бактерій. Такими пристосуваннями можна вважати і клітини, які поглинають і перетравлюють різні мікроорганізми (макрофаги). Їх вдається виявити навіть у тварин, вирощених в лабораторії, в стерильних умовах. Треба, однак, зауважити, що від зустрічі організму з збудником інфекції істотно залежить активність цих вроджених захисних пристосувань - в виділеннях залоз підвищується концентрація білків-інгібіторів, макрофаги енергійніше захоплюють і руйнують мікроби.
Що стосується пристосувань іншого типу, то вони до зустрічі з мікробом відсутні. Організм тварин і людини успадковує лише здатність більш-менш активно їх формувати у відповідь на впровадження чужорідних біологічних агентів або на появу власних речовин і клітин зі зміненою структурою. До пристосувань такого роду належать специфічно реагують клітини - Т-лімфоцити і особливий тип білків - антитіла, що володіють властивістю специфічно нейтралізувати мікробні отрути, віруси і деякі бактерії. Якщо через дефекти розвитку організм втрачає цю здатність, розвиваються важкі захворювання, що вимагають досить складного, тривалого лікування. Без такого лікування вони призводять до трагедії вже в перші місяці і роки життя. Причиною смерті часто бувають вірусні та бактеріальні захворювання дихальної системи. Це з очевидністю доводить життєву необхідність всього комплексу механізмів імунітету. Залежно від стану організму, властивостей збудника, умов, при яких протікає їх взаємодія між собою, провідне значення може придбати одне яке-небудь або група цих пристосувань.
Все сказане зручніше розглянути на прикладі місцевої стійкості дихальної системи до гострих інфекційних захворювань. Вона складається з трьох основних комплексів: структурно-фізіологічних пристосувань стійкості, неспецифічних факторів імунітету і специфічних чинників імунітету.
Перший тип захисних пристосувань - структура і функції верхніх дихальних шляхів. Ніс і носоглотка є досконалий кондиціонер, що очищає повітря, зігріваючий і зволожуючий його. Інше пристосування того ж порядку - внутрішні поверхні повітроносних шляхів, вистелені війчастим епітелієм. Безперервно коливаються вії і покриває їх рідина - це ескалатор, який працює вдень і вночі. Верхній його ділянку - ніс і носоглотка, нижній - трахея і бронхи. Обидві ділянки транспортують рідина разом з мікроорганізмами та іншими частинками в одному і тому ж напрямку - до глотки. Тютюновий дим і інші дрібні частинки забруднення повітря, хвороботворні мікроорганізми пригнічують руху війок, послаблюючи тим самим стійкість дихальної системи.
Схема місцевих захисних пристосувань дихальної системи: I - носові раковини і носові ходи, II - трахея і бронхи, III - альвеоли і альвеолярнімакрофаги: а - слиз, б - базальна мембрана, в - власна тканина слизової оболонки; 1) Т-лімфоцити, 2) макрофаги, 3) В-лімфоцити, 4) клітини секреторного епітелію, 5) клітини миготливого епітелію, 6) молекули імуноглобуліну Е, 7) молекули імуноглобуліну А, 8) молекули інгібітора, 9) молекули інтерферону.
Захисна дія подібних пристосувань позбавлене суворої спрямованості. Вони в рівній мірі захищають дихальну систему від холодного повітря і пилу, видаляють порошинки і мікроорганізми.
Інша група захисних пристосувань - речовини і клітини, що володіють антибактеріальною і вірусною активністю. Але вона також не має строго прицільної дії. При захворюваннях, що викликається вірусами, перше місце серед них належить низькомолекулярні білки - інтерферону. Синтезується інтерферон у відповідь на вірусну інфекцію або введення в організм спеціальних речовин-індукторів лімфоцитами і макрофагами. Інтерферон не володіє безпосередньою вірус - нейтралізує активністю. Він не перешкоджає також прикріплення вірусів до чутливих клітин. Чудова властивість цієї речовини полягає в його здатності попереджати розмноження в клітинах вірусів.
Структура молекули імуноглобуліну А.
Інша речовина з цієї групи - білки, що пригнічують активність різних вірусів (інгібітори). Синтезуються інгібітори клітинами численних залоз, протоки яких відкриваються на внутрішню поверхню повітроносних шляхів. До тієї ж групи захисних пристосувань належать і різні клітини, розташовані в дихальній системі. Серед них слід в першу чергу назвати клітини альвеол, які мають поглотительной і перетравлює активністю - так звані альвеолярнімакрофаги. Вони забезпечують стійкість легких до захворювань, що викликаються бактеріями. Якщо у тварини «вимкнути» макрофаги, то чутливість легких до хвороботворних мікробів підвищиться в більшій мірі, ніж якщо «вимкнути» рух війок. Вірус грипу та інших вірусів пригнічують активність макрофагів. Це одна з основних причин розвитку уражень легенів, що ускладнюють грип.
Третя група захисних пристосувань - фактори специфічного імунітету. До них відносяться антитіла і один з типів клітин крові і лімфоїдної тканини - Т-клітини. Як уже згадувалося, велика частина антитіл у виділеннях дихальних шляхів відноситься до імуноглобуліну А.
В електронному мікроскопі під збільшенням в десятки і сотні разів молекула цього імуноглобуліну має вигляд своєрідного бутерброда. Вона складається з двох симетричних структур, форма яких нагадує латинську букву Т, і упакованого між ними додаткового білка, так званого секреторного компонента. На кінцях зубців вилки розташовані структури, за допомогою яких антитіла взаємодіють з різними речовинами, що входять до складу вірусів і бактерій. Всього молекула антитіл цього типу володіє чотирма такими структурами. Наявність молекули секреторного компонента в імуноглобулін А має глибокий біологічний сенс. Вона забезпечує особливу стійкість до різних ферментам, утворює міцні комплекси між антитілами і іншими білками, а також між антитілами і клітинами. Після впливу антитіл такого типу бактерії втрачають здатність прикріплятися до поверхні слизової оболонки і видаляються.
При захворюваннях, що викликаються збудниками, що розмножуються всередині клітин (вірусами, бацилами туберкульозу та іншими), важлива роль в специфічному імунітеті належить Т-клітинам. Вони містяться в стінках повітроносних шляхів, протягом всього шляху і розташовуються безпосередньо під вистилають їх епітелієм. Т-клітини активізують вироблення антитіл, залучають в осередки розмноження мікроорганізмів макрофаги, підвищують стійкість макрофагів до отруйних продуктів мікроорганізмів, посилюють здатність макрофагів поглинати і руйнувати ці мікроорганізми. Крім цього, Т-клітини самі руйнують клітини організму, заражені вірусами.
Родоначальники Т-клітин, як і інших клітин крові, розташовані в кістковому мозку. Але Т-клітини проходять своєрідну тренування в вилочкової залозі і набувають особливі функції, що мають життєво важливе значення. Саме вони руйнують власні клітини організму з генетичними порушеннями). Ці ж клітини відіграють провідну роль у відторгненні чужорідних тканин при пересадках і т. П.
Унікальні факти для розуміння значення Т-клітин в місцевому імунітеті дихальної системи були отримані під час спостережень за людьми з різними вродженими дефектами імунної системи. Хлопчики, нездатні до вироблення антитіл, благополучно видужують від кору і стають стійкими до повторного зараження. Навпаки, при захворюванні на кір дітей, у яких Т-клітини відсутні, розвивається запалення легенів.
Лікарів, природно, перш за все цікавить питоме значення різних захисних пристосувань в стійкості до того чи іншого захворювання. Виявилося, що отримати однозначну відповідь на це питання дуже складно. При грипі та інших гострих вірусних інфекціях дихальної системи, наприклад, стійкість організму залежить від концентрації антитіл в сироватці крові і виділеннях дихальних шляхів, від активності синтезу інтерферону, від кількості інгібіторів, що містяться в сироватці і на поверхні слизових оболонок, і багато чого іншого.
Механізми, що забезпечують несприйнятливість. знаходяться в тісній взаємодії. Можна розрізнити три рівні такої взаємодії. Перший забезпечується особливостями будови і функцій органів дихальної системи; другий - синтезом білків і формуванням клітин, складових матеріальний субстрат неспецифічної і специфічної стійкості цієї системи; третій - взаємодією різних механізмів у захисті організму від бактерій і вірусів.
Про приклад взаємодії першого типу ми вже згадували вище, коли розповідали про особливості будови і функції носа і про взаємодію миготливого епітелію з покриває його рідиною.
Приклад другого типу взаємодії - вироблення антитіл, що відносяться до імуноглобуліну А. В цьому процесі послідовно і узгоджено беруть участь чотири системи клітин, що відрізняються один від одного за походженням, будовою і функціями. Макрофаги, що знаходяться між епітеліальними клітинами слизової оболонки і під ними, захоплюють мікроорганізми і видають інформацію, необхідну для запуску вироблення антитіл в інших системах. Т-клітини сприймають цю інформацію і звільняють речовини, що активізують макрофаги і третю систему клітин - В-клітини. Останні вже через короткий термін перетворюються в так звані плазмоцити, що представляють собою одноклітинні «фабрики» антитіл. Однак справа цим не обмежується. Четвертий тип клітин - секреторний епітелій - синтезує особливий білок. Він також вбудовується в молекулу антитіла. На території епітеліальної клітини відбувається остаточна зборка складної за будовою великий молекули секреторного імуноглобуліну.
Інші форми того ж типу взаємодії полягають у тому, що одні й ті ж клітини беруть участь в різних проявах специфічного імунітету і неспецифічної стійкості. Наприклад, як уже зазначалося, макрофаги і лімфоцити беруть участь у виробленні антитіл, але вони ж і синтезують інтерферон. Епітеліальні клітини поряд з білком, що входять в структуру антитіл, виробляють інгібітори та інші білки, що забезпечують неспецифічну стійкість до вірусів і бактерій.
Найменше, на жаль, вивчена третя форма взаємодії - кооперація різних за своєю природою захисних пристосувань для забезпечення стійкості організму до вірусів і бактеріальних інфекцій дихальної системи. Все ж деякі факти з цього ряду вченим вдалося отримати. Виявилося, що вирішальне значення в стійкості дихальної системи до туберкульозу має взаємодія Т-клітин і макрофагів. При грипі антитіла, що містяться у виділеннях слизової оболонки дихальних шляхів, попереджають розвиток їх поразок, а антитіла сироватки крові - загальні прояви хвороби. Найбільш повно захищає від грипу спільна дія обох типів антитіл.
Вчені встановили ще одну форму взаємодії. З'ясувалося, що молекули імуноглобуліну А володіють спорідненістю до клітин миготливого епітелію дихальних шляхів і міцно фіксуються на їх поверхні. Це підвищує стійкість епітеліальних клітин до вірусів.
Професор Я. Шварцман