Особенности иммунитета при бактериальных инфекциях

Среди факторов, участвующих в разрушении бактерий, основную роль играют лизоцим, катионные белки, аскорбат, лактоферрин, миелопероксидаза, протеолитические ферменты, токсичные формы кислорода и окись азота.

Катионные белки (фагоцитин, лейкин) содержатся в гранулах полиморфноядерных лейкоцитов. Особенно богаты ими эозинофилы.

Лактоферрин, связывая железо и лишая его бактерий, оказывает подавляющее действие на их развитие.

Миелопероксидаза – фермент, обладающий антимикробной активностью. Присутствует в гранулоцитах и отсутствует в зрелых макрофагах. Значительное повышение активности миелопероксидазы происходит после ее взаимодействия с перекисью водорода и галогенидионами (хлоридами).

Протеолитические ферменты – кислая фосфатаза, липаза, эластаза, &#946-глюкуронидаза, катепсины играют важную роль в переработке антигенов и подготовке связывания их с антигенами HLA-2 класса.

Цитотоксичные формы кислорода – супероксид (О2-), перекись водорода (Н2О2), свободный гидроксид (ОН), синглетный кислород (1О2) образуются в результате превращения кислорода, при взаимодействии его с ферментами с участием НАДФ-Н-оксидазы и супероксиддисмутазы. Окись азота в клетках вырабатывается из аргинина.

Факторами, усиливающими фагоцитоз, выступают опсонины: С3b компонент комплемента и антитела.

Основной формой защиты организма от внеклеточных бактерий является гуморальный иммунитет. При классическом типе развития иммунной реакции первые антитела в сыворотке крови появляются на 4-5 сутки от момента проникновения микроба На 10-15 сутки их титр достигает максимальных значений, после чего с элиминацией микробов из организма плавно снижается. Основным местом продукции антител являются регионарные лимфатические узлы и лимфоидная ткань слизистых покровов. В случае попадания микробов в кровь важным местом их продукции выступает селезенка.

Основным и единственным продуцентом антител являются плазматические клетки, которые формируются в ходе иммунной реакции из В-лимфоцитов. В процессе формирования плазматических клеток принимают участие три категории клеток: АПК, Т-лимфоциты хелперы (CD4+, Тн2) и В-лимфоциты. Антигенпрезентирующие клетки (АПК) представляют антиген Т-хелперам в иммуногенной форме, которые, как известно, способны распознавать его только в комплексе с молекулами гистосовместимости (ГКГ) II класса. Роль Т-хелперов сводится к оказанию помощи В-лимфоцитам в их активации, пролиферации и дифференцировке в антителопродуцирующие клетки. Без помощи Т-лимфоцитов трансформация В-лимфоцитов в плазматические клетки не происходит. В-лимфоциты являются прямыми предшественниками плазматических клеток – основных продуцентов антител. Роль бактериальной инфекции (антигена) в развитии гуморальной иммунной реакции сводится к отбору клоноспецифичных Т-лимфоцитов хелперов и В-лимфоцитов, индукции созревания наивных Т-хелперов (Тн0) в активные Т-хелперы (Тн2) и примировании В-лимфоцитов, а также в обеспечении их когнатного взаимодействия.

Источник

Бактерии являются высокоорганизованными микроорганизмами, относятся к классу прокариотов, имеют независимый метаболизм, размножаются бинарным делением и существуют в гаплоидном состоянии. Они имеют сложное строение. Снаружи бактерии покрыты оболочкой (клеточной стенкой), представляющей собой биогетерополимер сложного состава. Основу клеточной стенки составляет пептидогликан. Под клеточной стенкой располагается цитоплазматическая мембрана (ЦПМ), состоящая, в основном, из белков, липидов и небольшого количества углеводов и РНК. Компоненты ЦПМ для организма человека являются сильными эндотоксинами. Ряд бактерий содержит жгутики, являющиеся средством передвижения. У преобладающего числа бактерий имеются фимбрии, которые используются для прикрепления к клеткам хозяина. Многие бактерии имеют капсулу (пневмококки, менингококки, гемофильные бактерии). Как правило, капсулы образованы полисахаридными молекулами или белковыми молекулами. Многие полисахариды капсулы и некоторые белки жгутиков являются Т-независимыми антигенами. Ряд бактерий обладает способностью вырабатывать экзотоксины, способные поражать различные органы и ткани и нарушать в них жизнеобеспечивающие процессы.

Бактерии проникают в организм, как правило, через респираторный тракт, желудочно-кишечную трубку, мочеполовую систему или через поврежденную кожу. В зависимости от количества проникших микробов и их вирулентности включаются разные механизмы защиты организма. При попадании в организм малого количества микробов, обладающих низкой вирулентностью, реакция неспецифических гуморальных факторов и фагоцитирующих клеток оказывается достаточной для эффективного их элиминирования. При проникновении в организм высоковирулентных бактерий или массивных количеств бактерий на помощь неспецифическим факторам защиты приходят иммунные механизмы. На внеклеточные бактерии реагирует гуморальный иммунитет, на внутриклеточные бактерии – клеточный иммунитет.

Среди неспецифических факторов защиты организма от бактериальной инфекции ведущее место занимают лизоцим, комплемент и система фагоцитарных клеток.

Лизоцим – фермент мурамидаза, обладающий антибактериальной активностью. Продуцируется тканевыми макрофагами и нейтрофилами. В крови присутствует в концентрации 1 мг/мл. Способен лизировать многие сапрофиты (например, Micrococcus lysodeicticus) и некоторые патогенные бактерии. Лизоцим также повышает фагоцитоз бактерий в результате изменения их поверхностных свойств и усиливает литическое действие гидролитических ферментов на бактерии.

Комплемент – комплекс белков сыворотки крови, который способен индуцировать воспаление, лейкотаксис и вызывать лизис бактериальных клеток. Бактерии и их продукты (ЛПС) активизируют систему комплемента по альтернативному пути, активируя С3 компонент комплемента В результате такой активации формируется мембраноатакующий комплекс (МАК), состоящий из молекул С5, С6, С7, С8, С9, который, встраиваясь в мембрану клетки, формирует трансмембранную пору, через которую происходит гипергидратация клетки, вызывающая ее гибель. Компоненты комплемента С3b способны выступать в качестве опсонинов, тем самым стимулируя фагоцитоз микробов.

Полиморфноядерные нейтрофилы и макрофаги среди клеток с фагоцитарной активностью играют решающую роль в борьбе с бактериальной инфекцией. ПМЯЛ обеспечивает основную защиту организма от пиогенных бактерий, макрофаги – от внутриклеточных бактерий. Поглощенные бактерии под влиянием бактерицидных систем (кислородзависимых и кислороднезависимых механизмов) в большинстве случаев разрушаются и перевариваются (с помощью протеолитических ферментов) внутри фагоцитов В ряде случаев этого не происходит в силу либо высокой устойчивости микробов к действию бактерицидных факторов клетки, либо сниженной литической активности самих фагоцитов.

Источник

Иммунитет — (лат. immunitas — освобождение) — защита организма от генетически чужеродных организмов и веществ, к которым относятся микроорганизмы, вирусы, черви, различные белки, клетки, в том числе и собственные изменённые клетки организма.

Иммунология — наука, изучающая иммунитет.

Иммунный ответ — это реакция организма на внедрение чужеродных агентов.

Антиген — любое чужеродное вещество или организм.

Антитело — вещество организма, распознающее антигены.

Антитела (иммуноглобулины) — особый класс гликопротеинов, присутствующих на поверхности B-лимфоцитов в виде рецепторов (рис. 1). Реагируя на присутствие антигена, они отделяются от мембраны В-лимфоцита и присутствуют в сыворотке крови и тканевой жидкости в виде растворимых молекул (антител). Антитела способны избирательно связываться с конкретными видами чужеродных молекул, которые в связи с этим называют антигенами.

Особенности иммунитета при бактериальных инфекциях

Рис. 1. В-лимфоцит с мембрансвязанными рецепторами

Антитела используются иммунной системой для идентификации и нейтрализации чужеродных объектов — например, бактерий и вирусов.

Антигены, как правило, являются белками или полисахаридами и представляют собой части бактериальных клеток, вирусов и других микроорганизмов.

К антигенам немикробного происхождения относятся белки пыльцы растений, яичный белок и белки трансплантатов тканей и органов, а также поверхностные белки клеток крови при переливании крови.

Аллергены — это антигены, вызывающие аллергические реакции.

История изучения иммунитета

Фундамент иммунологии был заложен изобретением микроскопа, благодаря чему удалось обнаружить первую группу микроорганизмов — болезнетворные бактерии.

В конце XVIII в. английский сельский врач Эдвард Дженнер сообщил о первой удачной попытке предотвратить заболевание посредством иммунизации. Его подход вырос из наблюдений за одним интересным явлением: доярки часто заражались коровьей оспой и впоследствии не болели натуральной оспой. Дженнер ввёл маленькому мальчику гной, взятый из пустулы (нарыва) коровьей оспы, и убедился в том, что мальчик оказался иммунным к натуральной оспе.

Работа Дженнера дала начало изучению теории микробного происхождения заболеваний в XIX в. Пастером во Франции и Кохом в Германии. Они отыскали антибактериальные факторы в крови животных, иммунизированных микробными клетками.

Луи Пастер успешно выращивал различные микробы в лабораторных условиях. Как часто бывает в науке, открытие было сделано случайно при культивировании возбудителей холеры кур. Во время работы одна из чашек с микробами была забыта на лабораторном столе. Было лето. Микробы в чашке несколько раз нагревались под солнечными лучами, высохли и потеряли способность вызывать заболевание. Однако куры, получившие эти неполноценные клетки, оказались защищёнными против свежей культуры холерных бактерий. Ослабленные бактерии не только не вызывали заболевание, а, напротив, давали иммунитет.

В 1881 г. Луи Пастер разработал принципы создания вакцин из ослабленных микроорганизмов с целью предупреждения развития инфекционных заболеваний.

В 1908 г. Илья Ильич Мечников и Пауль Эрлих были удостоены Нобелевской премии за работы по теории иммунитета.

И. И. Мечников создал клеточную (фагоцитарную) теорию иммунитета, согласно которой решающая роль в антибактериальном иммунитете принадлежит фагоцитозу.

Сначала И. И. Мечников как зоолог экспериментально изучал морских беспозвоночных фауны Чёрного моря в Одессе и обратил внимание на то, что определённые клетки (целомоциты) этих животных поглощают все инородные частицы (в т. ч. бактерии), проникающие во внутреннюю среду. Затем он увидел аналогию между этим явлением и поглощением белыми клетками крови позвоночных животных микробных телец. И. И. Мечников осознал, что это явление не питание данной единичной клетки, а защитный процесс в интересах целого организма. Учёный назвал действующие таким образом защитные клетки фагоцитами — «пожирающими клетками». И. И. Мечников первым рассматривал воспаление как защитное, а не разрушительное явление.

Против теории И. И. Мечникова в начале XX в. выступали большинство патологов, так как они считали лейкоциты (гной) болезнетворными клетками, а фагоциты — разносчиками инфекции по организму. Однако работы И. И. Мечникова поддержал Луи Пастер. Он пригласил И. И. Мечникова работать в свой институт в Париже.

Пауль Эрлих открыл антитела и создал гуморальную теорию иммунитета, установив, что антитела передаются ребёнку с грудным молоком, создавая пассивный иммунитет. Эрлих разработал метод изготовления дифтерийного антитоксина, благодаря чему были спасены миллионы детских жизней.

Теория иммунитета Эрлиха говорит о том, что на поверхности клеток есть специальные рецепторы, распознающие чужеродные вещества (антигенспецифические рецепторы). Сталкиваясь с чужеродными частицами (антигенами), эти рецепторы отсоединяются от клеток и в качестве свободных молекул выходят в кровь. В своей статье П. Эрлих назвал противомикробные вещества крови термином «антитело», так как бактерий в то время называли «микроскопические тельца».

П. Эрлих предполагал, что ещё до контакта с конкретным микробом в организме уже есть антитела в виде, который он назвал «боковыми цепями». Теперь известно, что он имел в виду рецепторы лимфоцитов для антигенов.

В 1908 г. Паулю Эрлиху вручили Нобелевскую премию за гуморальную теорию иммунитета.

Чуть раньше Карл Ландштейнер впервые доказал наличие иммунологических различий индивидуумов в пределах одного вида.

Питер Медавар доказал удивительную точность распознавания иммунными клетками чужеродных белков: они способны отличить чужеродную клетку всего по одному изменённому нуклеотиду.

Френк Бёрнет постулировал положение (аксиома Бёрнета), что центральным биологическим механизмом иммунитета является распознавание своего и чужого.

В 1960 г. Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили Питер Медавар и Френк Бёрнет за открытие иммунологической толерантности (лат. tolerantia — терпение) — это распознавание и специфическая терпимость к некоторым антигенам.

Уничтожение генетически изменённых клеток

Одна из функций иммунной системы — это уничтожение генетически изменённых (мутантных) клеток организма. В процессе клеточного деления постоянно происходят ошибки, и одна из миллиона образовавшихся клеток становится мутантной, т. е. генетически чужеродной. В организме человека благодаря мутациям в каждый конкретный момент должно быть более 10 миллионов мутантных клеток. Мутации приводят к изменению функций клетки. Большинство мутантных клеток не способны выполнять свои функции, а многие выходят из-под контроля организма (например, при нарушении апоптоза) и становятся раковыми клетками. Появление таких клеток может привести к возникновению серьёзных заболеваний и гибели организма.

Один из механизмов иммунитета, осуществляемый лимфоцитами (НК-лимфоцитами), направлен на уничтожение именно раковых клеток.

Виды иммунитета

Иммунитет можно разделить на клеточный и гуморальный (рис. 2)

Рис. 2. Клеточный и гуморальный иммунитет

Все разнообразные формы иммунного ответа можно разделить на два типа: врождённый иммунитет и приобретённый иммунитет (рис. 3).

Рис. 3. Классификация иммунитета

Приобретённый иммунитет — это специфический индивидуальный иммунитет, т. е. это иммунитет, который имеется конкретно у определённых индивидуумов и к определённым возбудителям или агентам.

Главными характеристиками приобретённого иммунитета являются специфичность и иммунологическая память. Чем чаще организм встречается с патогеном, тем быстрее и активнее вырабатываются антитела, следовательно — сильнее защита.

Врождённый иммунитет с самого рождения (ещё до первой встречи с антигеном) защищает организм против всего чужеродного, т. е. он не специфичен.

Таким образом, повторная встреча с тем или иным патогенным микроорганизмом не приводит к изменениям врождённого иммунитета, но повышает уровень приобретённого.

Врождённый иммунитет активируется при первом появлении патогена быстрее, но распознаёт патоген с меньшей точностью. Он реагирует не на конкретные специфические антигены, а на определённые классы антигенов, характерные для патогенных организмов (белки вирусного капсида, продукты метаболизма глистов и т. п.).

Читайте также: Все о иммунитете кратко

Врождённый иммунитет может быть наследственным (видовым) и индивидуальным.

Наследственный (видовой) иммунитет — это невосприимчивость всех представителей данного вида к определённому антигену, приобретённая в процессе эволюции:

болезни, которыми болеет человек, но не болеют животные и птицы (корь, натуральная оспа, проказа, вирусный гепатит, холера, гонорея, дизентерия, брюшной тиф и др.);
болезни, которыми болеют животные, но не болеет человек (чума крупного рогатого скота, пироплазмоз собак);
болезни, которыми болеют птицы, но не болеет человек (куриная холера);
болезни, которыми болеют животные и человек, но не болеют птицы (сибирская язва, бешенство и др.).

Индивидуальный врождённый иммунитет определяется теми особенностями, которые передаются организму с родительскими генами и в процессе эмбрионального развития.

В процессе эмбрионального развития через плаценту плоду передаются антитела матери, которые противостоят инфекциям. Передача антител от мамы к ребёнку происходит в основном в последнем триместре беременности.

Иммунитет подразделяется на естественный и искусственный.

Естественный иммунитет возникает самостоятельно в процессе жизни организма.

Естественный иммунитет делится на активный (после перенесённых заболеваний) и пассивный (например, с молоком матери).

До 6 месяцев малыша защищают антитела, передающиеся от матери с грудным молоком. Поэтому важным является исключительно грудное вскармливание. Иммунитет матери защищает ребёнка. Дети, которые находятся на искусственном вскармливании, слабо защищены, т. к. собственных антител у них мало. Только к 6 месяцам организм самостоятельно начинает вырабатывать антитела. Собственный иммунитет ребёнка формируется только к концу первого года жизни.

Искусственный иммунитет организм приобретает в результате применения медицинских препаратов (вакцин и сывороток).

Вакцина — медицинский препарат, содержащий ослабленные или убитые микроорганизмы.

Вакцина вводится абсолютно (!) здоровому человеку для предотвращения заболевания в будущем.

Сыворотка — медицинский препарат плазмы крови без фибриногена, содержащий готовые антитела к определённому патогену (заражающему микроорганизму). Сыворотку получают из крови заражённого данным заболеванием животного (коровы, лошади и т. п.).

Сыворотка с чужими антителами вводится заболевшему человеку в случае, когда организм не способен произвести достаточное количество антител.

Источник

Источник