Химические барьеры врожденного иммунитета

ЧАСТЬ II. ВРОЖДЕННЫЙ ИММУНИТЕТ

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ВРОЖДЕНОЙ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ. АНАТОМИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ

ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА

Врожденный иммунитет, его основные компоненты и их функции. Анатомические барьеры врожденного иммунитета. Физические, химические и клеточные факторы кожи и слизистых, обеспечивающие врожденную защиту организма от патогенов.

Врожденный иммунитет является наиболее древней защитной системой позвоночных, ведущей функцией которой является борьба с инфекционными агентами (бактериями, вирусами, грибами, простейшими), которые объединяются термином «патогены». Некоторые формы врожденного иммунитета обнаружены у всех многоклеточных растений и животных, в то время как адаптивный иммунитет в эволюции возникает позднее – у челюстных позвоночных – и дополняет хорошо развитую у них систему врожденного иммунитета.

Врожденный иммунитет осуществляет защиту против инфекций путем практически немедленной активации при поступлении патогена в организм.

Система врожденного иммунитета не имеет своих специализированных органов, ее составляющие рассредоточены по всему организму.

Основными компонентами врожденной иммунной системы являются:

· Анатомические физико-химические барьеры — кожа и слизистые оболочки, которые физически препятствуют проникновению патогенов в организм. В этих барьерных органах содержится и целый ряд химических агентов, оказывающих подавляющее и токсическое действие на клетки инфекционных агентов (кислая среда содержимого желудка, целый ряд растворимых молекул, обладающих антимикробной активностью).

· Паттерн-распознающие рецепторы врожденного иммунитета (ПРР) – растворимые и клеточные, к которым в первую очередь относятся NOD-рецепторы и Толл-подобные рецепторы. ПРР обеспечивают детектирование ассоциированных с патогенами молекулярных структур (ПАМС) и молекулярных структур, ассоциированных с опасными для жизнедеятельности клеток ситуациями (ОАМС), которые формируются в результате гибели или повреждения клеток.

· Гуморальные факторы врожденного иммунитета, которые включают: антимикробные пептиды, белки острой фазы, цитокины, хемокины, медиаторы воспаления и систему комплемента.

· Клетки системы врожденного иммунитета, которые представляют большой набор клеток различного происхождения (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, тучные клетки, NK-клетки, а также эпителиальные клетки кожи, слизистых оболочек и эндотелия сосудов). Все эти клетки обладают ПРР, с помощью которых они детектируют патогены, а затем осуществляют их уничтожение. Клетки врожденной иммунной системы, относящиеся к профессиональным антигенпредставляющим клеткам (моноциты/макрофаги и дендритные клетки) осуществляют процессинг и презентацию антигенов, способствуют индукции адаптивного иммунного ответа и участвуют в его регуляции.

Анатомические барьеры врожденного иммунитета

К анатомическим барьерам врожденного иммунитета относятся кожа и слизистые оболочки, в состав которых входит слизистый эпителий, выстилающий респираторный, желудочно-кишечный и урогенитальный тракты, изолируя внутреннюю среду организма от патогенов, содержащихся в окружающей среде.

Кожасостоит из двух слоев: тонкого слоя плотно упакованных эпителиальных клеток – эпидермисаи дермы, которая состоит из соединительной ткани и содержит кровеносные сосуды, волосяные фолликулы, потовые и сальные железы. В дерме содержится также значительное количество клеточных элементов, в том числе незрелые ДК – клетки Лангерганса, МФ и лимфоциты. Кожа является не просто пассивной преградой для патогенов и повреждающих воздействий на организм, она может осуществлять и активную биохимическую защиту против инфекций благодаря синтезу антимикробных пептидов и белков с противобактериальной и противовирусной активностью.

Антимикробные пептидыдействуют локально, подавляя рост бактерий, грибов, простейших и некоторых оболочечных вирусов. Они обнаружены у растений, насекомых, беспозвоночных и позвоночных животных.

В настоящее время идентифицировано более 800 различных антимикробных пептидов. Большинство из них – это катионные (положительно заряженные) пептиды, размер которых колеблется от 6 до 59 аминокислотных остатков. У млекопитающих и человека антимикробные пептиды синтезируются эпителиальными клетками кожи, слизистых, а также нейтрофилами, что облегчает киллинг микробов после фагоцитоза.

Антимикробные пептиды подразделяются на две основные группы: дефенсины и кателицидины. Все антимикробные пептиды обладают широким спектром активности по отношению к микроорганизмам, однако активность каждого из них различна по отношению к разным типам патогенов: одни более эффективны против определенных бактерий, другие – против грибов и простейших. Подробнее структура и функции антимикробных пептидов будут рассмотрены в ч.II гл. 3 «Гуморальные факторы врожденного иммунитета».

Клетками эпителия кожи продуцируется также недавно обнаруженный небольшой белок – псориасин, обладающий сильной антимикробной активностью по отношению к E.coli. Его действие в значительной мере обеспечивает резистентность кожи человека к колонизации этими бактериями, несмотря на постоянный контакт с ними. Другие бактерии менее чувствительны к действию псориасина.

Большую роль в защите о вирусов играют белки, относящиеся к семейству интерферонов. Интерфероны I типа (IFN-α и IFN-β) синтезируются в инфицированных вирусами клетках эпителия и защищают от вирусов соседние клетки, ограничивая распространение инфекции.

Слизистые оболочкивыстилают респираторный, желудочно-кишечный и урогенитальный тракты, они состоят из внешнего эпителиального слоя и подлежащего слоя соединительной ткани. Многие патогены попадают в организм, приникая через слизистые. Противостоят этому проникновению многие неспецифические защитные механизмы врожденного иммунитета. Например, слюна, слезы и другие секреты слизистых механически смывают попадающие на них микробы, вирусы, пылевые и другие чужеродные частицы. В них также содержатся обладающие антибактериальной и противовирусной активностью соединения: гидролитические ферменты, такие как муцин и лизоцим, интерфероны, антимикробные пептиды, а также коллектины и фиколины.

Коллектины и фиколины– это два семейства растворимых белков, которые содержатся на поверхности слизистых оболочек, а также в крови. Они обладают непрямой антибактериальной активностью, так как распознают определенные конфигурации углеводов на поверхности микробных клеток, связываясь с которыми, выполняют функции опсонинов (стимулируя тем самым фагоцитоз бактерий) или вызывают активацию комплемента (лектиновый путь), что ведет к лизису бактериальных клеток.

Проникновению бактерий через слизистую желудка препятствуют низкие значения рН содержимого желудка, гидролитические пищеварительные ферменты, а также гидрофобные жирные кислоты и соли желчной кислоты, покрывающие некоторые участки слизистой желудка и тонкого кишечника и затрудняющие прикрепление бактерий к клеткам эпителия слизистой. Колонизации слизистых патогенными микроорганизмами противостоит нормальная микрофлора, которая конкурирует с патогенной за субстраты, а также за места прикрепления к слизистой.

Защите от патогенов, попадающих в организм через дыхательные пути, способствуют также особенности строения клеток эпителия слизистой нижних дыхательных путей, на которых имеются реснички – волосковые выросты клеточной мембраны. Синхронное движение этих ресничек обеспечивает движение наружу слизи, продуцируемой в нижних отделах респираторного тракта, в которой содержатся попадающие в легкие микробы и вирусы, а также другие мелкие чужеродные частицы. Помимо других противовирусных и противобактериальных соединений, препятствуют проникновению инфекционных возбудителей в легкие и белки сурфактанта легких, которые являются коллектинами и участвуют во врожденной иммунной защите.

Некоторые бактерии и вирусы в процессе эволюции приобрели способность преодолевать барьеры кожи и слизистых. Не все бактерии легко убиваются антимикробными пептидами. Так, синегнойная палочка, относящаяся к грамм-отрицательным бактериям, путем ацилирования липида А модифицирует липополисахариды на своей поверхности, что делает ее устойчивой к воздействию катионных антимикробных пептидов. Вирус гриппа имеет поверхностные молекулы, обеспечивающие его прочную адгезию к клеткам слизистой оболочки респираторного тракта, не позволяя ресничатому эпителию удалять его с потоком слизи. Недавно было обнаружено, что примерно у 4% населения имеются врожденные дефекты молекул коллектинов, что коррелирует с повышением чувствительности таких людей к менингококковой инфекции. Число подобных примеров достаточно велико.

Когда патогены по той или иной причине все же преодолевают барьеры кожи и слизистых, в борьбу с ними вступают другие гуморальные и клеточные механизмы врожденного иммунитета. В результате их активации развиваются главные защитные процессы: воспалительные ответ, фагоцитоз и активация комплемента. Им предшествует процесс распознавания патогенов с помощью специальных рецепторов.

Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 2717 | Нарушение авторских прав

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 |

Источник

Врожденный иммунитет человека: факторы влияния, механизмы поддержания

Наиболее важный фактор противоинфекционной защиты — иммунная система, к которой относят нормальную микрофлору организма человека, механические барьеры (например, кожу), а также антибактериальные белки и фагоциты. В большинстве случаев реакция на патогенные агенты обусловлена особыми «распознающими» молекулами (например, Toll-подобные рецепторы — TLR), взаимодействие которых с бактериальными компонентами приводит к активации фагоцитов и формированию иммунного ответа.

Например, TLR-4 способен распознавать липополисахариды, a TLR-9 — последовательность цитозин — фосфат—гуанозин ДНК. Индивидуальная устойчивость к воздействию различных инфекционных агентов зависит от выраженности и эффективности того или иного компонента.

Нормальная микрофлора и врожденный иммунитет

В организме человека количество прокариотных (бактериальных) клеток во много раз превышает число собственных клеток. С помощью антибактериальных (бактерицидных) веществ, препятствующих размножению патогенных бактерий, нормальная микрофлора конкурирует с ними за жизненное пространство. Например, выделяемые анаэробами токсичные продукты жизнедеятельности и жирные кислоты отрицательно влияют на другие микроорганизмы, а лактобактерии влагалища продуцируют молочную кислоту и понижают рН, препятствуя размножению патогенных бактерий.

Отрицательное воздействие антибиотиков на нормальную микрофлору приводит к активному размножению микроорганизмов, устойчивых к их действию (например, Candida albicans). Приём некоторых антибактериальных препаратов способствует повышению восприимчивости к заболеваниям, вызываемым Salmonella typhi. Кроме того, нарушается баланс между численностью отдельных представителей микрофлоры, что приводит к усиленному размножению некоторых из них, например, при инфекции, вызванной Clostridium difficile и сопровождаемой тяжёлой острой диареей.

Барьеры иммунной системы человека — врожденного иммунитета

Основной механический барьер иммунной системы — кожа. Жирные кислоты и секрет сальных желёз препятствуют внедрению патогенных микроорганизмов, тормозят рост и размножение бактерий. Некоторые микроорганизмы проникают через кожный барьер через укус переносчика (например, возбудитель лихорадки денге попадает в организм человека при укусе комара Aedes aegyptl) или через повреждённые участки кожи (Leptospira и Treponema). Некоторые возбудители способны колонизировать слизистые оболочки.

При нарушении целостности кожного покрова (например, при внутривенной катетеризации, инъекциях) возникает риск заражения вирусами, содержащимися в крови (ВИЧ, гепатит В). Кроме того, проникновению возбудителя в организм человека (например, Streptococcus pyogenes) способствуют различные заболевания кожи (экзема, ожоги).

Механизм мукоцилиарного клиренса иммунитета. Перед попаданием в лёгкие воздух увлажняется и согревается в дыхательных путях, проходя через носовые раковины и пазухи. При этом мелкие частицы, содержащиеся в нём, оседают на липкой слизистой оболочке дыхательного эпителия и посредством движения специального ресничного (цилиарного) эпителия попадают обратно в ротоглотку.

врожденный иммунитет

При этом в альвеолы проникают лишь частицы диаметром не более 5 нм. Таким образом, дыхательные пути, расположенные ниже трахейной шпоры (carina tracheae), абсолютно стерильны.

Секреция антибактериальных веществ иммунитетом. Слизь содержит полисахариды, схожие по антигенной структуре с полисахаридами слизистой оболочки. Патогенные микроорганизмы вместе со слизью удаляются из организма. Кроме того, существует множество других антибактериальных секретов: лизоцим слёзной жидкости разрушает пептидогликан грамположительных бактерий; лактоферрин грудного молока связывает железо, ингибируя рост бактерий; лейкоцитарный фермент лактопероксидаза участвует в образовании ионов супероксида, токсичных для различных микроорганизмов.

Соляная кислота желудочного сока защищает организм от кишечных возбудителей. Снижение желудочной секреции способствует повышению риска развития кишечных заболеваний.

Экскреция мочи. Вымывающее действие экскретируемой мочи защищает мочевыводящие пути от патогенных микроорганизмов. Благодаря этому они стерильны (за исключением мочеиспускательного канала). Обструкция мочевыводящих путей, связанная с образованием камней, опухолей, доброкачественной гиперплазией предстательной железы, рубцеванием уретры и мочевого пузыря, может привести к снижению тока мочи и стазу, с последующим развитием бактериальной инфекции.

Фагоциты и врожденный иммунитет

Нейтрофилы и макрофаги способны поглощать мелкие частицы, в том числе бактерии, вирусы и грибы. Увеличению фагоцитарной активности способствуют опсонины (компоненты комплемента и антитела). Так, например, Streptococcus pneumoniae устойчив к фагоцитозу до тех пор, пока против него не вырабатываются антикапсулярные антитела. Основное звено ретикулоэндотелиальной системы, защищающее организм от патогенных микроорганизмов и простейших (например, от S. pneumoniae, возбудителя малярии), — макрофаги.

Врождённая недостаточность функции нейтрофилов приводит к развитию хронических гнойных, бронхолёгочных заболеваний, а также бронхоэктазии. После спленэктомии у больных наблюдают не только недостаточность функции макрофагов, но и ослабление способности удалять из крови инкапсулированные микроорганизмы.

Комлемент и врожденный иммунитет человека

Комплемент — комплекс белков плазмы крови, препятствующий возникновению и развитию бактериальной инфекции. Комплемент активируется комплексом «антиген—антитело» в результате каскадной реакции (классический путь) либо при непосредственном взаимодействии с компонентами бактериальной клеточной стенки (альтернативный путь). Продукты, образующиеся в результате обоих процессов, притягивают фагоциты к очагу инфекции (хемотаксис) и активируют их, а также способствуют расширению сосудов и стимулируют фагоцитоз бактерий (опсонизация).

В результате ферментативно-каскадной реакции происходит образование «мембраноатакующего комплекса», вызывающего лизис грамположительных бактерий. При недостаточности системы комплемента повышается восприимчивость к острым гнойным заболеваниям, в особенности вызванным Neisseria meningitidis, N. gonorrhoeae и Streptococcus pneumoniae.

Трансферрин — белок, участвующий в транспорте железа. Он ограничивает доступ патогенной микрофлоры к ионам железа в очаге инфекции. Кроме того, другие белки острой фазы воспаления обладают прямым антибактериальным действием. Так, белок, связывающий маннозу, а также С-реактивный белок (CRP) соединяется с бактериальной стенкой и активирует систему комплемента.

— Читайте далее «Типы патогенных микроорганизмов. Токсины»

Оглавление темы «Бактерии. Инфекции»:

Строение клетки бактерий. Структура
Виды бактерий. Классификация
Врожденный иммунитет человека: факторы влияния, механизмы поддержания
Типы патогенных микроорганизмов. Токсины
Механизмы развития инфекционных заболеваний. Патогенез
Лабораторные исследования при инфекционных заболеваниях. Методы
Выбор антибиотика при инфекциях. Рекомендации, критерии
Виды антибиотиков. Показания к применению
Причины устойчивости к антибиотикам. Механизмы
Источники инфекций. Распространение инфекционных болезней

Источник

Иммунитет: что он такое.

Иммунная система — подсистема, существующая у позвоночных животных и объединяющая органы и ткани, которые защищают организм от заболеваний,
идентифицируя и уничтожая опухолевые клетки и патогены
(любой микроорганизм (включая вирусы,
бактерии и проч.), способный вызывать патологическое состояние
(болезнь).
Иммунная
система распознает множество разнообразных возбудителей, от вирусов до
паразитических червей, и отличает их от биомолекул клеток.

Конечной целью иммунной системы является уничтожение
чужеродного агента, которым может оказаться болезнетворный
микроорганизм, инородное тело, ядовитое вещество или переродившаяся
клетка самого организма. В иммунной системе развитых организмов существует множество способов
обнаружения и удаления чужеродных агентов, их совокупность называется
иммунным ответом.

Все формы иммунного ответа можно разделить на
приобретённые и врождённые реакции.

Приобретенный иммунитет формируется после «первой встречи» с конкретным антигеном — за хранение информации об этой «встрече»
отвечают клетки памяти (Т-лимфоциты). Приобретённый иммунитет высокоспецифичен
по отношению к конкретному типу антигенов и позволяет быстрее и
эффективнее уничтожать их при повторном столкновении.

Антигенами
называют вызывающие специфические реакции организма молекулы,
воспринимаемые, как чужеродные агенты. Например, у перенёсших ветрянку
(корь, дифтерию) людей часто возникает пожизненный иммунитет к этим
заболеваниям.

Врожденный иммунитет
характеризуется способностью организма обезвреживать чужеродный и
потенциально опасный биоматериал (микроорганизмы, трансплантат,
токсины, опухолевые клетки, клетки, инфицированные вирусом),
существующая изначально, до первого попадания этого биоматериала в
организм.

Морфология иммунной системы

Иммунная система человека и других
позвоночных представляет из себя комплекс органов и клеток, способных
выполнять иммунологические функции. Прежде всего иммунный ответ
осуществляют лейкоциты. Большая часть клеток иммунной системы
происходит из кроветворных тканей. У взрослых людей развитие этих
клеток начинается в костном мозге. Лишь T-лимфоциты дифференцируются
внутри тимуса (вилочковой железы). Зрелые клетки расселяются в
лимфоидных органах и на границах с окружающей средой, около кожи или
на слизистых оболочках.

Организм обладающих механизмами приобретённого иммунитета животных
производит множество разновидностей специфических иммунных клеток,
каждая из которых отвечает за какой-то определённый антиген. Наличие
большого количества разновидностей иммунных клеток необходимо для
того, чтобы отражать атаки микроорганизмов, способных мутировать и
изменять свой антигенный состав. Значительная часть этих клеток
завершает свой жизненный цикл, так и не приняв участие в защите
организма, например, не встретив подходящих антигенов.

Иммунная система защищает организм от
инфекции в несколько этапов, при этом с каждым этапом повышается
специфичность защиты. Самая простая линия защиты представляет собой
физические барьеры (кожа, слизистые оболочки),
которые предотвращают попадание инфекции — бактерий и вирусов — в
организм. Если возбудитель проникает через эти барьеры, промежуточную
неспецифическую реакцию на него осуществляет врождённая иммунная
система. Врождённая иммунная система обнаруживается у всех растений и
животных. На случай, когда возбудители успешно преодолевают
воздействие врожденных иммунных механизмов, у позвоночных существует
третий уровень защиты — приобретённая иммунная защита. Эта часть
иммунной системы адаптирует свою реакцию во время инфекционного
процесса, чтобы улучшить распознавание чужеродного биологического
материала. Такой улучшенный ответ сохраняется после уничтожения
возбудителя в виде иммунологической памяти. Она позволяет механизмам
приобретённого иммунитета развивать более быструю и более сильную
ответную реакцию при каждом появлении такого же возбудителя.

Как врождённый, так и приобретённый
иммунитет, зависят от способности иммунной системы отличать свои
молекулы от чужих. В иммунологии под своими молекулами понимают те
компоненты организма, которые иммунная система способна отличить от
чужеродных. Напротив, чужими называют молекулы, которые распознаются
как чужеродные. Распознаваемые молекулы называют антигенами, которые в
настоящее время определяют как вещества, связываемые специфическими
иммунными рецепторами системы приобретённого иммунитета.

Поверхностные барьеры

Организмы
защищены от инфекций рядом механических, химических и биологических
барьеров.

Примерами механических барьеров,
служащих первым этапом защиты от инфекции, могут служить восковое
покрытие многих листьев растений, экзоскелет членистоногих, скорлупа
яиц и кожа. Однако организм не может быть полностью отграничен от
внешней среды, поэтому существуют и другие системы, защищающие внешние
сообщения организма — дыхательная, пищеварительная и мочеполовая
системы. Эти системы можно разделить на постоянно действующие и
включающиеся в ответ на вторжение.

Пример постоянно
действующей системы — крохотные волоски на стенках трахеи, называемые
ресничками, которые совершают быстрые движения, направленные вверх,
удаляя всякую пыль, пыльцу растений, или другие мелкие инородные
объекты, чтобы они не могли попасть в легкие. Аналогичным образом,
изгнание микроорганизмов осуществляется при помощи промывного действия
слёз и мочи. Слизь, секретируемая в дыхательную и пищеварительную
систему, служит для связывания и обездвиживания микроорганизмов.

Если постоянно действующих механизмов оказывается недостаточно, то
включаются «аварийные» механизмы очистки организма, такие как кашель,
чихание, рвота и диарея.

Помимо этого, существуют химические защитные барьеры. Кожа и
дыхательные пути выделяют антимикробные пептиды (белки)

Такие ферменты, как
лизоцим и фосфолипаза A, содержатся в слюне, слезах и грудном молоке,
и также обладают антимикробным действием. Выделения из влагалища
служат химическим барьером после начала менструаций, когда они
становятся слабокислыми. Сперма содержит дефенсины и цинк для
уничтожения возбудителей. В желудке соляная кислота и протеолитические
ферменты служат мощными химическими защитными факторами в отношении
попавших с пищей микроорганизмов.

В мочеполовом и желудочно-кишечном трактах существуют биологические
барьеры, представленные дружественными микроорганизмами —
комменсалами. Приспособившаяся к обитанию в этих условиях
неболезнетворная микрофлора конкурирует с патогенными бактериями за
пищу и пространство, таким образом вытесняя их их прибарьерных
областей. Это снижает вероятность достижения болезнетворными микробами
достаточных для возникновения инфекции количеств.

Врождённый иммунитет

Если микроорганизму удается проникнуть
через первичные барьеры, он сталкивается с клетками и механизмами
системы врождённого иммунитета. Врождённая иммунная защита
неспецифична, то есть её звенья распознают и реагируют на чужеродные
тела независимо от их особенностей по общепринятым механизмам. Эта
система не создает длительной невосприимчивости к конкретной инфекции.

К неспецифическим иммунным реакциям относятся воспалительные реакции,
система комплемента, а также механизмы киллинга, осуществляемые
неспецифически, и фагоцитоз.

Химические барьеры врожденного иммунитета Данные
механизмы рассмотрены в разделе «Механизмы», система комплемента — в
разделе «Молекулы».

Приобретённый иммунитет

Система приобретённого иммунитета
появилась в ходе эволюции низших позвоночных. Она обеспечивает более
интенсивный иммунный ответ, а также иммунологическую память, благодаря
которой каждый чужеродный микроорганизм «запоминается» по уникальным
для него антигенам. Система приобретённого иммунитета
антигенспецифична и требует распознавания специфических чужих («не
своих») антигенов в процессе, называемом презентацией антигена.
Специфичность антигена позволяет осуществлять реакции, которые
предназначены конкретным микроорганизмам или инфицированным ими
клеткам. Способность к осуществлению таких узконаправленных реакций
поддерживается в организме «клетками памяти». Если макроорганизм
инфицируется микроорганизмом более одного раза, эти специфические
клетки памяти используются для быстрого уничтожения такого
микроорганизма.

Химические барьеры врожденного иммунитета Клетки-эффекторы
специфического иммунного ответа рассмотрены в разделе «Клетки»,
механизмы развертывания иммунного ответа с их участием — в разделе
«Механизмы»

Для укрепления иммунитета, а так же в качестве профилактики вам помогут целебные китайские ягоды Годжи, подробнее https://yagodygodzhi.ru/. Как эти ягодки действуют на организм можно прочитать в статье Укрепляем иммунитет с Годжи.

Лимфоцит