К гуморальным факторам защиты относятся. Неспецифические факторы защиты организма: определение понятия, поверхностные покровы, гуморальные и клеточные факторы; роль нормальной микрофлоры

Макроорганизм обладает механизмами, препятствующими проникновению возбудителей инфекционных болезней, размножению микробов в тканях и образованию ими факторов патогенности. Основными свойствами макроорганизма, определяющими возникновение, течение и исход инфекционного процесса, являются резистентность и восприимчивость .

Резистентность – это устойчивость организма к воздействию различных повреждающих факторов.

Восприимчивость к инфекции – это способность макроорганизма реагировать на внедрение микробов развитием разных форм инфекционного процесса. Различают видовую и индивидуальную восприимчивость. Видовая восприимчивость присуща всем особям данного вида. Индивидуальная восприимчивость – это предрасположенность отдельных индивидов к возникновению у них разных форм инфекционного процесса под действием микробов.

Резистентность и восприимчивость макроорганизма к инфекционному агенту во многом зависят от неспецифических факторов защиты, которые условно можно разделить на несколько групп:

1. Физиологические барьеры:

Механические (эпидермис и слизистые оболочки);

Химические (секреты кожи и слизистых оболочек);

Биологические (нормальная микрофлора).

2. Клеточные факторы неспецифической защиты:

Фагоциты (макрофаги, моноциты, дендритные клетки, нейтрофилы);

NK-клетки (натуральные киллеры).

3. Гуморальные факторы неспецифической защиты:

Система комплемента;

Вещества с прямой антимикробной активностью (лизоцим, альфа- интерферон, дефензины);

Вещества с опосредованной антимикробной активностью(лактоферрин, маннозосвязывающий лектин – МСЛ, опсонины).

Физиологические барьеры

Эпителиальные ткани являются мощным механическим барьером для микроорганизмов, за счет плотного прилегания клеток друг к другу и регулярного обновления, сопровождающегося слущиванием старых клеток вместе с адгезированными на них микроорганизмами. Особенно прочным барьером является кожа – многослойный эпидермис является практически непреодолимым препятствием для микроорганизмов. Инфицирование же через кожу происходит, в основном, после нарушения ее целостности. Движение ресничек респираторного эпителия и перистальтика кишки также обеспечивают освобождение от микроорганизмов. С поверхности слизистой оболочки мочевыводящих путей микроорганизмы смываются мочой – при нарушении оттока мочи могут развиваться инфекционные поражения данной системы органов. В полости рта часть микроорганизмов смывается слюной и проглатывается. В слое эпителия слизистых оболочек дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта обнаружены клетки, способные эндоцитировать из слизи кишечника или дыхательных путей микроорганизмы и в неизмененном виде переносить их в подслизистые ткани. Эти клетки обозначают как М-клетки слизистых (от microfold – микрозагонщики). В подслизистых слоях М-клетки представляют переносимые микробы дендритным клеткам и макрофагам.

К химическим барьерам относятся различные секреты собственных желез кожи (потовые и сальные), слизистых оболочек (соляная кислота желудка) и крупных желез внешней секреции (печень, поджелудочная железа). Потовые железы выделяют на поверхность кожи большое количество солей, сальные железы –жирных кислот, что приводит к повышению осмотического давления и снижению pH (оба фактора являются неблагоприятными для роста большинства микроорганизмов). Париетальные (обкладочные) клетки желудка продуцируют соляную кислоту, тем самым резко снижая pH среды – большинство микроорганизмов погибает в желудке. Желчь и панкреатический сок содержат ферменты и желчные кислоты, ингибирующие рост микроорганизмов. Кислую среду имеет моча, что также препятствует колонизации эпителия мочевыводящих путей микроорганизмами.

Представители нормальной микрофлоры, заселяющие различные биотопы человека, также препятствуют проникновению в организм патогенных микробов, тем самым являются биологическим барьером . Они обеспечивают защиту макроорганизма посредством ряда механизмов (конкуренция с патогенными микроорганизмами за площадь адгезии и питательный субстрат, закисление среды, выработка бактериоцинов и т.д.), объединяемых термином колонизационная резистентность.

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: 1 000 000. 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 неспецефической 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.

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.

Помимо фагоцитов, в крови находятся растворимые неспецифические вещества, губительно действующие на микроорганизмы. К ним относятся комплемент, пропердин, β-лизины, х-лизины, эритрин, лейкины, плакины, лизоцим и др.

Комплемент (от лат. complementum - дополнение) представляет собой сложную систему белковых фракций крови, обладающую способностью лизировать микроорганизмы и другие чужеродные клетки, например эритроциты. Различают несколько компонентов комплемента: С 1 , С 2 , С 3 и т. д. Комплемент разрушается при температуре 55° С в течение 30 мин. Это свойство называется термолабильностью. Он разрушается также при встряхивании, под влиянием УФ-лучей и т. п. Помимо сыворотки крови, комплемент обнаружен в различных жидкостях организма и в воспалительном экссудате, но отсутствует в передней камере глаза и спинномозговой жидкости.

Пропердин (от лат. properde - подготовлять) - группа компонентов нормальной сыворотки крови, активирующая комплемент в присутствии ионов магния. Он сходен с ферментами и играет важную роль в устойчивости организма к инфекции. Снижение уровня пропердина в сыворотке крови свидетельствует о недостаточной активности иммунных процессов.

β-лизины - термостабильные (устойчивые к действию температуры) вещества сыворотки крови человека, обладающие антимикробным действием, в основном по отношению к грамположительным бактериям. Разрушаются при 63° С и под действием УФ-лучей.

Х-лизин - термостабильное вещество, выделенное из крови больных с высокой температурой. Обладает способностью без участия комплемента лизировать бактерии, главным образом грамотрицательные. Выдерживает нагревание до 70-100° С.

Эритрин выделен из эритроцитов животных. Оказывает бактериостатическое действие на возбудителей дифтерии и некоторые другие микроорганизмы.

Лейкины - бактерицидные вещества, выделенные из лейкоцитов. Термостабильны, разрушаются при 75-80° С. Обнаруживаются в крови в очень небольших количествах.

Плакины - сходные с лейкинами вещества, выделенные из тромбоцитов.

Лизоцим - фермент, разрушающий оболочку микробных клеток. Он содержится в слезах, слюне, жидкостях крови. Быстрое заживление ран конъюнктивы глаза, слизистых оболочек полости рта, носа объясняется в значительной степени наличием лизоцима.

Бактерицидными свойствами обладают также составные компоненты мочи, простатическая жидкость, экстракты различных тканей. В нормальной сыворотке содержится в небольшом количестве интерферон.

Контрольные вопросы

1. Что такое гуморальные факторы неспецифической защиты?

2. Какие гуморальные факторы неспецифической защиты Вы знаете?

Специфические факторы защиты организма (иммунитет)

Перечисленные выше компоненты не исчерпывают всего арсенала факторов гуморальной защиты. Главными среди них являются специфические антитела - иммуноглобулины, образующиеся при введении в организм чужеродных агентов - антигенов.

Антигены

Антигены - генетически чужеродные для организма вещества (белки, нуклеопротеиды, полисахариды и др.), на введение которых организм отвечает развитием специфических иммунологических реакций. Одна из таких реакций - образование антител.

Антигены обладают двумя основными свойствами: 1) иммуногенностью, т. е. способностью вызывать образование антител и иммунных лимфоцитов; 2) способностью вступать с антителами и иммунными (сенсибилизированными) лифоцитами в специфическое взаимодействие, которое проявляется в виде иммунологических реакций (нейтрализации, агглютинации, лизиса и др.). Антигены, обладающие обоими признаками, называются полноценными. К ним относятся чужеродные белки, сыворотки, клеточные элементы, токсины, бактерии, вирусы.

Вещества, не вызывающие иммунологических реакций, в частности выработку антител, но вступающие в специфическое взаимодействие с готовыми антителами, получили название гаптенов - неполноценных антигенов. Гаптены приобретают свойства полноценных антигенов после соединения с крупномолекулярными веществами - белками, полисахаридами.

Условиями, определяющими антигенные свойства различных веществ, являются: чужеродность, макромолекулярность, коллоидное состояние, растворимость. Проявляется антигенность при попадании вещества во внутреннюю среду организма, где происходит встреча его с клетками иммунной системы.

Специфичность антигенов, способность их соединяться только с соответствующим антителом - уникальное биологическое явление. Оно лежит в основе механизма сохранения постоянства внутренней среды организма. Это постоянство обеспечивает иммунная система, распознающая и уничтожающая генетически чужеродные вещества (в том числе и микроорганизмы, их яды), находящиеся в его внутренней среде. Иммунная система человека несет постоянный иммунологический надзор. Она способна распознавать чужеродность при отличии клетки всего по одному гену (раковые).

Специфичность - особенность строения веществ, по которой антигены отличаются друг от друга. Она определяется антигенной детерминантой, т. е. небольшим участком молекулы антигена, который и соединяется с антителом. Число таких участков (группировок) у разных антигенов различно и определяет число молекул антител, с которыми может соединяться антиген (валентность).

Способность антигенов соединяться только с теми антителами, которые возникли в ответ на активацию иммунной системы данным антигеном (специфичность), используется в практике: 1) диагностика инфекционных болезней (определение специфических антигенов возбудителя или специфических антител в сыворотке крови больного); 2) профилактика и лечение больных инфекционными болезнями (создание невосприимчивости к определенным микробам или токсинам, специфическая нейтрализация ядов возбудителей ряда болезней при иммунотерапии).

Иммунная система четко дифференцирует "свои" и "чужие" антигены, реагируя только на последние. Однако возможны реакции на собственные антигены организма - аутоантигены и возникновение против них антител - аутоантител. Аутоантигенами становятся "забарьерные" антигены - клетки, вещества, которые в течение жизни идивидуума не контактируют с иммунной системой (хрусталик глаза, сперматозоиды, щитовидная железа и др.), а приходят в соприкосновение с ней при различных повреждениях, всасываясь обычно в кровь. А поскольку при развитии организма эти антигены не распознавались как "свои", то не сформировалась естественная толерантность (специфическая иммунологическая безответность), т. е. в организме остались клетки иммунной системы, способные к иммунному ответу на эти собственные антигены.

В результате появления аутоантител могут развиться аутоиммунные заболевания как следствие: 1) прямого цитотоксического действия аутоантител на клетки соответствующих органов (например, зоб Хасимото - повреждение щитовидной железы); 2) опосредованного действия комплексов аутоантиген - аутоантитело, которые откладываются в поражаемом органе и вызывают его повреждение (например, системная красная волчанка, ревматоидный артрит).

Антигены микроорганизмов . Микробная клетка содержит большое число антигенов, имеющих разное расположение в клетке и разное значение для развития инфекционного процесса. У разных групп микроорганизмов антигены имеют различный состав. У кишечных бактерий хорошо изучены О-, К-, Н-антигены.

О-антиген связан с клеточной стенкой микробной клетки. Его обычно называли "соматическим", так как считали, что этот антиген заключен в теле (соме) клетки. О-антиген грамотрицательных бактерий - сложный липополисахаридно-протеиновый комплекс (эндотоксин). Он термостабилен, не разрушается при обработке спиртом и формалином. Состоит из основного ядра (core) и боковых полисахаридных цепей. Специфичность О-антигенов зависит от строения и состава этих цепей.

К-антигены (капсульные) связаны с капсулой и клеточной стенкой микробной клетки. Их называют также оболочечными. К-антигены расположены более поверхностно, чем О-антигены. Они являются главным образом кислыми полисахаридами. Имеется несколько видов К-антигенов: А, В, L и др. Эти антигены отличаются друг от друга по устойчивости к температурным воздействиям. А-антиген наиболее устойчив, L - наименее. К поверхностным антигенам относят и Vi-антиген, который имеется у возбудителей брюшного тифа и некоторых других кишечных бактерий. Он разрушается при 60° С. Наличие Vi-антигена связывали с вирулентностью микроорганизмов.

Н-антигены (жгутиковые) локализуются в жгутиках бактерий. Они представляют собой особый белок - флагеллин. Разрушаются при нагревании. При обработке формалином сохраняют свои свойства (см. рис. 70).

Протективный антиген (защитный) (от лат. protectio - покровительство, защита) образуется возбудителями в организме больного. Возбудители сибирской язвы, чумы, бруцеллеза способны образовывать протективный антиген. Его обнаруживают в экссудатах пораженных тканей.

Выявление антигенов в патологическом материале является одним из способов лабораторной диагностики инфекционных болезней. Для выявления антигена применяют различные иммунные реакции (см. ниже).

При развитии, росте и размножении микроорганизмов их антигены могут меняться. Происходит утрата некоторых антигенных компонентов, более поверхностно расположенных. Это явление носит название диссоциации. Примером ее может служить "S" - "R"-диссоциация.

Контрольные вопросы

1. Что такое антигены?

2. Каковы основные свойства антигенов?

3. Какие антигены микробной клетки Вы знаете?

Антитела

Антитела - это специфические белки крови - иммуноглобулины, образующиеся в ответ на введение антигена и способные специфически реагировать с ним.

В сыворотке человека имеется два вида белков: альбумины и глобулины. Антитела связаны в основном с глобулинами, измененными под воздействием антигена и названными иммуноглобулинами (Ig). Глобулины неоднородны. По скорости движения в геле при пропускании через него электрического тока их делят на три фракции: α, β, γ. Антитела принадлежат главным образом к γ-глобулинам. Эта фракция глобулинов имеет наибольшую скорость движения в электрическом поле.

Иммуноглобулины характеризуют по молекулярной массе, скорости осаждения при ультрацентрифугировании (центрифугировании с очень большой скоростью) и т. п. Различия этих свойств позволили разделить иммуноглобулины на 5 классов: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Все они играют роль в развитии иммунитета против инфекционных заболеваний.

Иммуноглобулины G (IgG) составляют около 75% всех иммуноглобулинов человека. Они наиболее активны в развитии иммунитета. Единственные из иммуноглобулинов проникают через плаценту, обеспечивая пассивный иммунитет плода. Имеют небольшую молекулярную массу и скорость осаждения при ультрацентрифугировании.

Иммуноглобулины М (IgM) образуются в организме плода и первыми появляются после заражения или иммунизации. К этому классу принадлежат "нормальные" антитела человека, которые образуются в течение его жизни, без видимого проявления инфекции или при бытовом многократном инфицировании. Имеют большую молекулярную массу и скорость осаждения при ультрацентрифугировании.

Иммуноглобулины A (IgA) обладают способностью проникать в секреты слизистых (молозиво, слюна, содержимое бронхов и др.). Они играют роль в защите слизистых оболочек дыхательного и пищеварительного трактов от микроорганизмов. По величине молекулярной массы и скорости осаждения при ультрацентрифугировании близки к IgG.

Иммуноглобулины Е (IgE) или реагины несут ответственность за аллергические реакции (см. главу 13). Играют роль в развитии местного иммунитета.

Иммуноглобулины D (IgD). Обнаружены в небольшом количестве в сыворотке крови. Изучены недостаточно.

Структура иммуноглобулинов . Молекулы иммуноглобулинов всех классов построены одинаково. Наиболее простая структура у молекул IgG: две пары полипептидных цепей, соединенных дисульфидной связью (рис. 31). Каждая пара состоит из легкой и тяжелой цепи, различающихся по молекулярной массе. Каждая цепь имеет постоянные участки, которые предопределены генетически, и переменные, образующиеся под воздействием антигена. Это специфические участки антитела называют активными центрами. Они вступают во взаимодействие с антигеном, который вызвал образование антител. Количество активных центров в молекуле антитела определяет валентность - число молекул антигена, с которым может связаться антитело. IgG и IgA - двухвалентны, IgM - пятивалентны.

Рис. 31. Схематическое изображение иммуноглобулинов

Иммуногенез - антителообразование зависит от дозы, кратности и способа введения антигена. Различают две фазы первичного иммунного ответа на антиген: индуктивную - от момента введения антигена до появления антителообразующих клеток (до 20 ч) и продуктивную, которая начинается к концу первых суток после введения антигена и характеризуется появлением антител в сыворотке крови. Количество антител постепенно увеличивается (к 4-му дню), достигая максимума на 7-10-й день и уменьшается к концу первого месяца.

Вторичный иммунный ответ развивается при повторном введении антигена. При этом индуктивная фаза значительно короче - антитела вырабатываются быстрее и интенсивнее.

Контрольные вопросы

1. Что такое антитела?

2. Какие Вы знаете классы иммуноглобулинов?

Похожая информация.

Большая роль в поддержании высокого уровня защитных сил организма отводиться гуморальным факторам защиты. Известно, что свежеполученная кровь сельскохозяйственных животных обладает способностью сдерживать рост (бактериостатическая способность) или вызывать гибель (бактерицидная способность) микроорганизмов. Эти свойства крови и ее сыворотки обусловлены содержанием таких веществ, как лизоцим, комплемент, пропердин, интерферон, бактериолизины, монокины, лейкины и некоторых др. (С.И. Плященко, В.Т. Сидоров, 1979; В.М. Митюшников,1985; С.А. Пигалев, В.М. Скорляков, 1989).

Лизоцим (мурамидаза) - это универсальный защитный фермент, который содержится в слезах, слюне, носовой слизи, секрете слизистых оболочек, сыворотке крови и эстрактах полученных из различных органов и тканей (З.В. Ермольева, 1965; У.Дж. Герберт 1974; В.Е. Пигаревский, 1978; И.А. Болотников, 1982; С.А. Пигалев, В.М. Скорляков, 1989; P.S. Gwakisa, U.M. Minga, 1992). Наименьшее количество лизоцима содержится в скелетных мышцах и мозге (О. В. Бухарин, Н.В. Васильев, 1974). Много лизоцима в белке яиц кур (И.А. Болотников, 1982; А.А. Сохин, Е.Ф. Чермушенко, 1984). Титр лизоцима крови кур имеет достоверную связь с титром лизоцима белка яиц (В.М. Митюшников, Т.А. Кожаринова, 1974; В.М. Митюшников, 1980). Высокая концентрация этого фермента отмечена в органах, которые выполняют барьерные функции: печени, селезенке, легких, а также фагоцитах. Лизоцим устойчив к нагреванию (инактивируется при кипячении), обладает свойством лизировать живые и убитые, в основном грамположительные микроорганизмы, что объясняется разным химическим строением поверхности бактериальной клетки. Противомикробное действие лизоцима объясняют нарушением им мукополисахаридной структуры бактериальной стенки, вследствие чего клетка лизируется (П.А. Емельяненко, 1987; Г.А. Грошева, Н.Р. Есакова, 1996).

Кроме бактерицидного действия, лизоцим оказывает влияние на уровень пропердина и фагоцитарную активность лейкоцитов, регулирует проницаемость мембран и тканевых барьеров. Этот фермент вызывает лизис, бактериостаз, агглютинацию бактерий, стимулирует фагоцитоз, пролиферацию Т- и В-лимфоцитов, фибробластов, антителооброзование. Основным источником лизоцима являются нейтрофилы, моноциты и тканевые макрофаги (У.Дж. Герберт 1974; О. В. Бухарин, Н.В. Васильев, 1974; Я.Е. Коляков, 1986; В.А. Медведский, 1998).

По данным А.Ф. Могиленко (1990), содержание лизоцима в сыворотке крови является важным показателем, характеризующем состояние неспецифической реактивности и защитных сил организма.

В свежей сыворотке крови имеется многокомпонентная ферментативная система комплемента, которая играет важную роль в удалении антигена из организма путем активизации гуморальной системы иммунитета. В систему комплемента входят 11 белков, которые обладают различной ферментативной активностью и обозначаются символами от С1 до С9. Основная функция комплемента - лизис антигена. Существует два пути активации (самосборки) системы комплемента - классический и альтернативный. В первом случае главным является комплекс антиген - антитело, во втором (альтернативном) не требуются для активации первые компоненты классического пути: С1, С2 и С4 (Ф. Бернет, 1971; И.А. Болотников, 1982; Я.Е. Коляков, 1986; А. Ройт, 1991; В.А. Медведский, 1998).

Система комплимента принимает непосредственное участие в неспецифическом комплементарном лизисе клеток - мишеней, особенно пораженных вирусами, хемотаксисе и неиммунном фагоцитозе, антителозависимом комплиментарном лизисе, спецефическом антителозависимом фагоцитозе, цитотоксичности сенсибилизированных клеток. Отдельные компоненты комплемента или их фрагменты играют важную роль в регуляции проницаемости и тонуса сосудов кровяного русла, влияют на систему свертывания крови, принимают участие в выделении клетками гистамина (Ф. Бернет, 1971; С.А. Пигалев, В.М. Скорляков, 1989; А. Ройт, 1991; P. Benhaim, T.K. Hunt, 1992; И.М. Карпуть, 1993).

Естественные (нормальные антитела) содержатся в небольших титрах в сыворотке крови здоровых животных, не подвергшихся специальной иммунизации. Природа этих антител до конца не выяснена. Считают, что они возникают в результате перекрестной иммунизации или в ответ на внедрение в организм незначительного количества инфекционного возбудителя, которое не способны вызвать острое заболевание, а вызывает лишь латентную или подострую инфекцию (У.Дж. Герберт, 1974; С.А. Пигалев, В.М. Скорляков, 1989). По данным П.А. Емельяненко (1987), естественные антитела целесообразней рассматривать в категории иммуноглобулинов, синтез которых происходит в ответ на антигенное раздражение. Содержание естественных антител в крови отражает степень зрелости иммунокомпитентной системы организма животных. Снижение титра нормальных антител происходит при многих патологических состояниях. Вместе с комплементом нормальные антитела также обеспечивают бактерицидную активность сыворотки крови.

Гуморальным фактором естественной резистентности является, также пропердин или точнее система пропердина (Я.Е. Коляков, 1986). Название пропердин происходит от лат. pro и perdere - подготавливать к разрушению. Система пропердина играет важную роль в естественной неспецифической устойчивости животного организма. Пропердин содержится в свежей нормальной сыворотке крови в количестве до 25 мкг/мл. Это сывороточный белок мол. массой 220000, который обладает бактерицидностью, способен нейтрализовать некоторые вирусы. По данным Я.Е. Колякова, (1986); С.А. Пигалева, В.М. Скорлякова (1989); Н.А. Радчука, Г.В. Дунаева, Н.М. Колычева, Н.И. Смирновой (1991) бактерицидная активность проявляется не за счет самого пропердина, а системы пропердина, которая состоит из трех составных частей: 1) пропердина - белка сыворотки, 2) ионов магния, 3) комплемента. Таким образом пропердин не действует сам по себе, а совместно с другими факторами, содержащимися в крови животных, в том числе с комплементом.

Интерферон - это группа белковых веществ, продуцируемых клетками организма и препятствующие репродукции вируса. Индукторами образования интерферона помимо вирусов являются бактерии, бактериальные токсины, мутагены и др. В зависимости от клеточного происхождения и индуцирующих его синтез факторов различают a-интерферон, или лейкоцитарный, который продуцируется лейкоцитами и В-интерферон, или фибробластный, который продуцируется фибробластами. Оба эти интерферрона отнесены к первому типу и продуцируются при обработке лейкоцитов и фибробластов вирусами и другими агентами. Иммунный интерферон, или y-интерферон, который продуцируется лимфоцитами и макрофагами, активированными не вирусными индукторами (У.Дж. Герберт 1974; З.В. Ермольева, 1965; С.А. Пигалев, В.М. Скорляков, 1989; Н.А. Радчук, Г.В. Дунаев и др.,1991; А. Ройт, 1991; P.S. Morahan, A. Pinto, D. Stewart, 1991; И.М. Карпуть, 1993; S.C. Kunder, K.M. Kelly, P.S. Morahan, 1993).

Помимо выше перечисленных гуморальных факторов защиты, важную роль играют такие как, бета-лизины, лактоферрин, ингибиторы, С-реактивный белок и др.

Бета-лизины - это белки сыворотки крови, обладающие способностью лизировать некоторые бактерии. Они действуют на цитоплазмотическую мембрану микробной клетки, повреждая ее, тем самым вызывая лизис клеточной стенки ферментами (аутолизинами), расположенными в цитоплазмотической мембране, активируемыми и освобождаемыми при взаимодействии бета-лизинов с цитоплазмотической мембраной. Таким образом, бета лизины вызывают аутолитические процессы и гибель микробной клетки.

Лактоферрин - негиминовый гликопротеид, обладающий железосвязывающей активностью. Он связывает два атома трехвалентного железа, тем самым конкурирует с микробами и подавляет их рост.

Ингибиторы - неспецифические противовирусные вещества, содержащиеся в слюне, сыворотке крови, секретах эпителия дыхательного и пищеварительного трактов, экстрактов разных органов и тканей. Они обладают способностью подавлять активность вирусов вне чувствительной клетки, при нахождении вируса в крови и в жидкостях. Ингибиторы подразделяют на два класса термолабильные (теряющие активность при нагревании 60-62 0С в течение часа) и термостабильные (выдерживают нагревание до 100 0С) (О.В. Бухарин, Н.В. Васильев, 1977; В.Е. Пигаревский, 1978; С.И. Плященко, В.Т. Сидоров, 1979; И.А. Болотников, 1982; В.Н. Сюрин, Р.В. Белоусова, Н.В. Фомина, 1991; Н.А. Радчук, Г.В. Дунаев, Н.М. Колычев, Н.И. Смирнова, 1991).

С-реактивный белок его находят при острых воспалительных процессах и заболеваниях, сопровождающихся тканевыми деструкциями, так как он может служить показателем активности этих процессов. В нормальной сыворотке этот белок не определяется. С-реактивный белок обладает способностью инициировать реакции преципитации, аглютинации, фагоцитоза, связывания комплементов, т.е. имеет функциональные черты, сходные с иммуноглобулинами. Кроме того, этот белок повышает подвижность лейкоцитов (У.Дж. Герберт 1974; С.С. Абрамов, А.Ф. Могиленко, А.И. Ятусевич, 1988; А. Ройт, 1991).