Захисні механізми господаря
У хребетних в процесі еволюції і взаємин з мікроорганізмами виникали численні механізми захисту. Деякі з цих механізмів конститутивно. вони існують у господаря, що не піддається ніякому впливу, і є спадковими. Інші механізми індуцібельная. виникають тільки у тварин, які зазнали попередньою впливу хвороботворного мікроба або продуктів його життєдіяльності.
Основні конститутивні захисні механізми, з якими стикається мікроорганізм, - це шкірні та слизові бар'єри, фагоцитоз, антимікробні речовини в тканинах і рідинах організму, запалення, лихоманка. Названі фактори мають широкий діапазон антимікробної дії і носять назву чинників неспецифічної резистентності. Вони вироблялися у тварин в процесі еволюційного розвитку і існують в організмі в готовому вигляді з самих ранніх етапів онтогенезу.
Найрізноманітніші мікроорганізми (бактерії, актиноміцети, гриби, дріжджі, найпростіші) населяють біосферу. Вони знаходяться всередині тварин, використовуючи речовини і клітини організму-господаря; впроваджуються у внутрішнє середовище організмів, порушуючи їх життєдіяльність.
Інфекційні хвороби тварин відомі з давніх-давен. Однак в безперервній боротьбі тварин з міріадами хвороботворних мікроорганізмів життя на Землі зберігається, так як тварини в процесі еволюції виробляють найважливішу здатність самозахисту організму від мікробів - імунітет. Наявність спадкового констітуціального імунітету у окремих організмів ще до зустрічі з хвороботворними мікроорганізмами сприяє відбору і збереження стійких груп тварин.
Шкіра витримує першу атаку мікроба - агресора і є потужним бар'єром для проникнення. При цьому мають значення механічні фактори: відторгнення епітелію, а також виділення сальних і потових залоз, які мають бактерицидну властивостями (хімічний фактор). Мало хто мікроорганізми (збудник бруцельозу, туляремії, трихофітії, мікроспорії та парші) здатні проникати крізь неушкоджену шкіру, але багато (патогенні коки) можуть впроваджуватися в потові і сальні залози і в волосяні фолікули. Пот і шкірне сало завдяки кислої реакції і жирним кислотам мають антимікробну дію, яка сприяє елімінації патогенних мікробів. На шкірі міститься лізоцим, що руйнує клітинні стінки деяких бактерій.
Слизові оболонки в деяких органах є одним з бар'єрів на шляху проникнення мікроба. У дихальних шляхах механічний захист здійснюється за допомогою миготливого епітелію. Кашель і чхання сприяють видаленню мікробів. Слизові оболонки виділяють секрети, що володіють бактерицидними властивостями, зокрема за рахунок лізоциму і імуноглобуліну А. Секрети травного тракту мають здатність знешкоджувати багато патогенні мікроби. Слина - перший секрет, що обробляє харчові речовини, а також мікрофлору, що надходить в ротову порожнину. Високу бактерицидность слини пов'язують з високим рівнем вмісту лізоциму. Цим пояснюється відносно легка загоєння ран і подряпин в ротовій порожнині. Крім лізоциму слина містить ферменти (амілазу, фосфатазу та ін.). Шлунковий сік також згубно діє на багато патогенні мікроорганізми. Жовч викликає загибель пастерелл, але в відношення сальмонел і кишкової палички неефективна.
У кишечнику тварини знаходяться мільярди різних мікроорганізмів, але в його слизовій оболонці знаходяться потужні антимікробні фактори, які оберігають від проникнення збудника.
Вираженими бар'єрними властивостями володіє кон'юнктива. Слізна рідина бактерицидна до патогенних мікроорганізмів, особливо з групи коків.
При подальшому просуванні в тканини і кров мікроорганізми зустрічають новий бар'єр - лімфатичну систему. Лімфатичні вузли, розташовані по ходу лімфатичних судин, грають роль своєрідних фільтрів, які затримують мікробні клітини та інші нерозчинні частинки. Лімфатичні вузли є найважливішою частиною лімфоїдної тканини, визнаної органом імунітету.
Бактеріостатичнудію пов'язано з наявністю в крові нормальних антитіл, що володіють здатністю розчиняти клітини бактерій - бактеріолізини.
Все фагируют клітини відносять до системи мононуклеарних фагоцитів. включають клітини - попередники (кістковий мозок), промоноціти (кістковий мозок), моноцити (кров), тканинні макрофаги (гістіоцити сполучної тканини, купферовские клітини печінки, альвеолярні макрофаги легень, макрофаги селезінки і лімфовузлів, кісткового мозку, плевральні і перитоніальні макрофаги, остеокласти кісткової тканини, мікрогліальні клітини нервової тканини). Всі перераховані клітини мають фагоцитозу, піноцитозу і здатністю міцно прикріплятися до поверхні скла. Вони походять з моноцитів, живуть довго, діляться рідко. На поверхні мають рецептори для імуноглобулінів і комплементу.
Циркулюють в крові, завдяки хемотаксису переміщаються до вогнищ воспаленіяАнтігенная стимуляція клітин одного типу (a-клітин) викликає їх проліферацію і перетворення в плазматичні клітини
Виділення антитіл (плазматичніклітини); клітинні імунні функції (Т-клітини)
Фагоцитоз підпорядковується деяким закономірностям. Він рефлекторно підвищується під дією сімпатіна і адреналіну, знижується під дією ацетилхоліну. При проникненні бактерії в тканину з'являються речовини, які залучають лейкоцити до місця пошкодження (хемотаксис).
При цьому моноцити збільшуються в розмірі і перетворюються в макрофаги, що володіють підвищеною фагоцитарної активністю.
Інвазивність і вірулентність багатьох патогенних мікроорганізмів обумовлені їх стійкістю до фагоцитозу або внутрішньоклітинного руйнування. Ця стійкість пов'язана з бактеріальними препаратами - агресини. Одні агресини пригнічують реакцію хемотаксиса, інші блокують прикріплення і поглинання бактеріальних клітин, треті пригнічують внутрішньоклітинний перетравлювання і тим самим посилюють патогенну дію збудника. Фагоцитоз і внутрішньоклітинна локалізація викликають загибель одних мікроорганізмів (піогенні коки). іншим (мікобактерії туберкульозу, бруцели) забезпечують поширення, захист і розмноження (хламідії).
Результат фагоцитозу визначається комплексом факторів, в тому числі особливостями мікроорганізму, генетичним і функціональним станом лімфоцитів.
При бактеріальних інфекціях число циркулюючих нейтрофілів нерідко збільшується. Крім того, такі нейтрофіли відновлюють блакитний тетразоліевий барвник до темно-синього фомазіна в гранулах, розташованих внутрішньоклітинно. Присутність більше 10% змінили забарвлення нейтрофілів вказує на наявність бактеріальної інфекції.
Фагоцитоз стає більш ефективним в присутності антитіл (опсонінов). які покривають поверхню бактерій і полегшують їх захоплення. Опсонізація може відбуватися за рахунок трьох механізмів: антитіла самі по собі діють як опсоніни; антитіла, з'єднуючись з антигеном, активізує фермент (класичним шляхом з утворенням опсонінов); опсоніни можуть продукуватися термолабільної системою, в якій імуноглобуліни активують комплемент-комплекс білків сироватки крові, що складається з 9 компонентів (С1 ... С9).
Мембрани макрофагів мають рецептори для Fc-фрагмента антитіл і компонента СЗ комплементу. Ці рецептори полегшують фагоцитоз мікроорганізмів, покритих антитілами.
Активність фагоцитозу визначають різними тестами. У цих тестах фагоцитарні клітини від тварин (поліморфноядерні лейкоцити) змішують з тест-мікробами в присутності сироватки крові для визначення швидкості поглинання і внутрішньоклітинного перетравлення.
Якщо тканина вищого тваринного піддається дії подразника, в ній виникає запалення. Характерні ознаки запалення - почервоніння, набряк, підвищення температури, біль - добре відомі. Ознаки запалення обумовлені внутрішньоклітинними молекулами, що виділяються з пошкоджених клітин. До них відносяться гістамін і серотонін, лізосомальні ферменти, лімфокіни, Лейкін, комплемент, плазмін, простагландини та ін.
Якщо причина запалення - бактеріальна інфекція, то гранулоцити і моноцити накопичуються у вогнищі запалення, виділяючи лізосомні ферменти, які пошкоджують і, врешті-решт, руйнують прилеглі до клітки тканини.
Сама по собі вона не є захисним механізмом і її придушення не робить несприятливих наслідків на перебіг і результат захворювання. Однак гарячковий стан уповільнює розмноження деяких вірусів. Активізація обмінних процесів в організмі сприяє мобілізації захисних сил організму.
Антимікробні речовини в тканинах і рідинах організму, звані гуморальними факторами неспецифічної резистентності, включають нормальні імуноглобуліни, лізоцим, беталізіни, комплемент, пропердин, лактоферин.
Нормальні імуноглобуліни є опсонінами, входять в рецепторний апарат лімфоцитів і фагоцитів і в комбінації з комплементом викликають лізис мікроорганізмів.
Фермент з мурамідазной активністю. Лізоцим розщеплює клітинну стінку мікробної клітини. Синтезується мікро - та макрофагами, насичує все біологічні рідини організму. Лизоцимная показник - важливий критерій стану фагоцитарної системи організму. Лізоцим використовується для лікування шлунково-кишкових захворювань молодняка, маститів.
Виробляються тромбоцитами, діють на грампозитивні мікроорганізми і відіграють допоміжну роль в литическом дії лізоциму.
Виявлено, що деякі грамнегативні бактерії лизируются під дією антисироватки до цих бактерій. Сироватка втрачала свою політично активність після прогрівання при +56 0 C протягом декількох хвилин; активність відновлюється при додаванні свіжої сироватки.
Отже, для лізису бактеріальних клітин потрібні специфічні антитіла і неспецифічний компонент нормальної сироватки, званий комплементом. Термін "фермент" означає комплексну систему білків і інших чинників нормальної сироватки хребетних. Деякі компоненти комплементу володіють ферментативною активністю, інші є активаторами або інгібіторами. Активація послідовності реакцій системи комплементу може відбуватися класичним шляхом з допомогою взаємодії Аг-Ат (антиген - антитіло) або альтернативним шляхом, що не вимагає участі реакцій Аг-Ат. Послідовні взаємодії клітинної мембрани з антитілом і комплементом призводять до утворення біологічно активних факторів, руйнування клітинної мембрани - лизису клітин.
Міститься комплемент в сироватці крові. При її прогріванні до +56 0 С протягом 30 хв активність комплементу майже повністю втрачається. Вона залежить від іонної сили середовища (оптимум 7,2 - 7,4), обсягу (зворотна залежність), температури (оптимум 30-37 0 С), присутності іонів Са ++. Mg ++.
Сироватки різних тварин містять різні співвідношення компонентів комплементу. На властивості комплементу приєднуватися до комплексу Аг-Ат in vitro засновані деякі діагностичні серологічні реакції (РСК, РДСК).
Пропердин, це білок, що належить до бета - глобулінів сироватки крові, термолабилен. Під дією ліпополісахаридів, зімозона, інуліну мікроорганізмів пропердин активізується і перетворює фракцію СЗ комплементу в ензим альтернативним шляхом активації. При деяких захворюваннях (туберкульоз, стрептококова пневмонія), а також в результаті опромінення титр пропердина в сироватці крові знижується.
При додаванні пропердина бактеріолітіческій здатність системи комплементу збільшується в 3 рази.
Визначення титру пропердина в крові служить діагностичним тестом.
Лактоферин, негіміновий гликопротеид, що зв'язує два атоми тривалентного заліза, конкурує з мікроорганізмами, через що їх зростання відзначено зниження. Він відсутній в сироватці крові і є специфічним компонентом секрету залоз - молочної, слізних, слинних, а також травного, дихального, сечостатевого трактів. Тому лактоферрин можна вважати фактором місцевого імунітету, що захищає від інфекції епітеліальні покриви.
У крові зазвичай містяться і інші антибактеріальні речовини: Лейкін, С-реактивний протеїн, еритрин, ліпіди, Плаксін, спермидин, нормальні антитіла. Лейкін і еритрин виробляються відповідно з лімфоцитів і еритроцитів. Плаксін виробляються з кров'яних пластинок.
Спермідін знаходиться в нирках, селезінці, тимусі. Нормальні антитіла міститися в крові у всіх тварин. Вони являють собою a-глобуліни, відрізняються високою реактивністю, фіксують і нейтралізують бактерії, що розпалися клітини, гормони, ферменти.
- Назвіть два механізми імунного захисту організму
- Перерахуйте фактори констітуціальной імунного захисту
- Дайте визначення термінам: антитіла, опсоніни, комплемент, пропердин
- Назвіть захисні функції бета-лізину, лізоциму, запалення, фагоцитозу, лімфатичних вузлів, слизових оболонок, шкіри
- Перерахуйте основні типи фагируют клітин і назвіть їх функції