Humoralne czynniki chroniące obejmują: Nieswoiste czynniki obrony organizmu: definicja pojęcia, powłoka powierzchniowa, czynniki humoralne i komórkowe; rola normalnej mikroflory

Makroorganizm posiada mechanizmy zapobiegające przenikaniu patogenów chorób zakaźnych, namnażaniu się drobnoustrojów w tkankach i tworzeniu przez nie czynników chorobotwórczych. Główne właściwości makroorganizmu determinujące występowanie, przebieg i wynik procesu zakaźnego to odporność i podatność.

Opór– to odporność organizmu na działanie różnych szkodliwych czynników.

Podatność na infekcję to zdolność makroorganizmu do reagowania na wprowadzenie drobnoustrojów poprzez rozwój różnych form procesu zakaźnego. Istnieje specyficzna i indywidualna podatność. Wrażliwość gatunkowa jest wrodzona u wszystkich osobników danego gatunku. Indywidualna podatność to predyspozycja niektórych osób do występowania różnych form procesu zakaźnego pod wpływem drobnoustrojów.

Oporność i podatność makroorganizmu na czynnik zakaźny w dużej mierze zależy od nieswoistych czynników ochronnych, które można podzielić na kilka grup:

1. Bariery fizjologiczne:

Mechaniczne (naskórek i błony śluzowe);

Chemiczne (sekrety skóry i błon śluzowych);

Biologiczne (normalna mikroflora).

2. Komórkowe czynniki ochrony niespecyficznej:

Fagocyty (makrofagi, monocyty, komórki dendrytyczne, neutrofile);

Komórki NK (komórki naturalnych zabójców).

3. Czynniki humoralne niespecyficznej ochrony:

System uzupełniający;

Substancje o bezpośrednim działaniu przeciwdrobnoustrojowym (lizozym, interferon alfa, defensyny);

Substancje o pośrednim działaniu przeciwdrobnoustrojowym (laktoferyna, lektyna wiążąca mannozę – MSL, opsoniny).

Bariery fizjologiczne

Tkanka nabłonkowa stanowią silną barierę mechaniczną dla mikroorganizmów, dzięki ścisłemu przyleganiu komórek do siebie i regularnej odnowie, której towarzyszy złuszczanie się starych komórek wraz z przylegającymi do nich mikroorganizmami. Skóra stanowi szczególnie silną barierę – wielowarstwowy naskórek stanowi przeszkodę niemal nie do pokonania dla mikroorganizmów. Zakażenie przez skórę następuje głównie po naruszeniu jej integralności. Ruch rzęsek nabłonka oddechowego i perystaltyka jelit również zapewniają uwalnianie z mikroorganizmów. Mikroorganizmy są zmywane z powierzchni błony śluzowej dróg moczowych wraz z moczem - jeśli odpływ moczu zostanie zakłócony, mogą rozwinąć się zmiany zakaźne tego układu narządów. W jamie ustnej niektóre mikroorganizmy są zmywane śliną i połykane. W warstwie nabłonkowej błon śluzowych dróg oddechowych i przewodu pokarmowego stwierdzono komórki zdolne do endocytozy drobnoustrojów ze śluzu jelitowego lub dróg oddechowych i przenoszenia ich w niezmienionej postaci do tkanki podśluzówkowej. Komórki te określa się jako komórki M błon śluzowych (od mikrofałdów - mikrofolderów). W warstwach podśluzówkowych komórki M prezentują drobnoustroje komórkom dendrytycznym i makrofagom.

W stronę barier chemicznych obejmują różne wydzieliny własnych gruczołów skóry (potowych i łojowych), błon śluzowych (kwas solny żołądka) i dużych gruczołów zewnątrzwydzielniczych (wątroba, trzustka). Gruczoły potowe wydzielają na powierzchnię skóry duże ilości soli, a gruczoły łojowe uwalniają kwasy tłuszczowe, co prowadzi do wzrostu ciśnienia osmotycznego i obniżenia pH (oba czynniki nie sprzyjają rozwojowi większości mikroorganizmów). Komórki okładzinowe żołądka wytwarzają kwas solny, gwałtownie obniżając w ten sposób pH środowiska - większość mikroorganizmów umiera w żołądku. Żółć i sok trzustkowy zawierają enzymy i kwasy żółciowe, które hamują rozwój mikroorganizmów. Mocz ma kwaśne środowisko, co również zapobiega kolonizacji nabłonka dróg moczowych przez mikroorganizmy.

Przedstawiciele normalnej mikroflory zamieszkującej różne biotopy człowieka zapobiegają także przedostawaniu się drobnoustrojów chorobotwórczych do organizmu, tym samym bariera biologiczna. Zapewniają ochronę makroorganizmowi poprzez szereg mechanizmów (konkurencja z mikroorganizmami chorobotwórczymi o powierzchnię przylegania i substrat odżywczy, zakwaszenie środowiska, wytwarzanie bakteriocyn itp.), które łączy termin odporności na kolonizację.

Do czynników humoralnych zapewniających odporność organizmu zalicza się komplement, lizozym, interferon, propertydin, białko C-reaktywne, prawidłowe przeciwciała i bakteriocydynę.

Dopełniacz to złożony, wielofunkcyjny układ białek surowicy krwi, który bierze udział w reakcjach takich jak opsonizacja, stymulacja fagocytozy, cytoliza, neutralizacja wirusów i indukcja odpowiedzi immunologicznej. Znanych jest 9 frakcji dopełniacza, oznaczonych jako C1 – C9, które w surowicy krwi występują w stanie nieaktywnym. Aktywacja dopełniacza następuje pod wpływem kompleksu antygen-przeciwciało i rozpoczyna się od dodania C 1 1 do tego kompleksu. Wymaga to obecności soli Ca i Mq. Działanie bakteriobójcze dopełniacza objawia się już w najwcześniejszych etapach życia płodowego, jednak w okresie noworodkowym działanie dopełniacza jest najniższe w porównaniu z innymi okresami wieku.

Lizozym jest enzymem z grupy glikozydaz. Lizozym został po raz pierwszy opisany przez Fletinga w 1922 r. Jest wydzielany stale i jest wykrywany we wszystkich narządach i tkankach. W organizmie zwierząt lizozym występuje we krwi, płynie łzowym, ślinie, wydzielinie błon śluzowych nosa, soku żołądkowym i dwunastniczym, mleku i płynie owodniowym płodów. Leukocyty są szczególnie bogate w lizozym. Zdolność lizozymu do lizy mikroorganizmów jest niezwykle wysoka. Nie traci tej właściwości nawet w rozcieńczeniu 1:1 000 000. Początkowo uważano, że lizozym działa tylko na mikroorganizmy Gram-dodatnie, obecnie ustalono, że na bakterie Gram-ujemne działa cytolitycznie wraz z dopełniaczem, przenikając przez uszkodzoną przez nią ścianę komórkową bakterie do obiektów hydrolizy.

Properdyna (z łac. perdere – niszczyć) to białko surowicy krwi z grupy globulin o właściwościach bakteriobójczych. W obecności jonów dopełniacza i magnezu wykazuje działanie bakteriobójcze wobec mikroorganizmów Gram-dodatnich i Gram-ujemnych, a także ma zdolność inaktywacji wirusów grypy i opryszczki oraz działa bakteriobójczo na wiele mikroorganizmów chorobotwórczych i oportunistycznych. Poziom właściwego poziomu we krwi zwierząt odzwierciedla stan ich odporności i wrażliwości na choroby zakaźne. Spadek jego zawartości stwierdzono u zwierząt napromienianych, chorych na gruźlicę i zakażonych paciorkowcami.

Białko C-reaktywne – podobnie jak immunoglobuliny – ma zdolność inicjowania reakcji wytrącania, aglutynacji, fagocytozy i wiązania dopełniacza. Ponadto białko C-reaktywne zwiększa ruchliwość leukocytów, co sugeruje jego udział w tworzeniu nieswoistej odporności organizmu.

Białko C-reaktywne występuje w surowicy krwi podczas ostrych procesów zapalnych i może służyć jako wskaźnik aktywności tych procesów. Białko to nie jest wykrywane w normalnej surowicy krwi. Nie przechodzi przez łożysko.

Normalne przeciwciała są prawie zawsze obecne w surowicy krwi i stale biorą udział w nieswoistej ochronie. Powstają w organizmie jako normalny składnik surowicy w wyniku kontaktu zwierzęcia z bardzo dużą liczbą różnych mikroorganizmów środowiskowych lub określonymi białkami pokarmowymi.

Bakterycydyna jest enzymem, który w przeciwieństwie do lizozymu działa na substancje wewnątrzkomórkowe.

Czynnikami humoralnymi nieswoistej obrony organizmu są normalne (naturalne) przeciwciała, lizozym, właściwadyna, beta-lizyny (lizyny), dopełniacz, interferon, inhibitory wirusów w surowicy krwi i szereg innych substancji, które są stale obecne w organizmie.

Przeciwciała (naturalne). We krwi zwierząt i ludzi, którzy nigdy wcześniej nie chorowali ani nie byli szczepieni, stwierdza się substancje reagujące z wieloma antygenami, ale w niskich stężeniach, nie przekraczających rozcieńczeń 1:10…1:40. Substancje te nazywano przeciwciałami normalnymi lub naturalnymi. Uważa się, że powstają w wyniku naturalnego uodpornienia przez różne mikroorganizmy.

Enzym lizosomalny występuje we łzach, ślinie, śluzie nosa, wydzielinie błon śluzowych, surowicy krwi oraz ekstraktach narządów i tkanek, mleku; Białka jaj kurzych zawierają dużo lizozymu. Lizozym jest odporny na ciepło (inaktywowany przez gotowanie) i ma właściwość lizy żywych i zabitych, głównie mikroorganizmów Gram-dodatnich.

Metoda oznaczania lizozymu opiera się na zdolności surowicy do oddziaływania na kulturę Micrococcus lysodecticus hodowaną na skośnym agarze. Przygotowuje się zawiesinę kultury dziennej według wzorca optycznego (10 jednostek) w roztworze fizjologicznym. Surowicę testową rozcieńcza się kolejno roztworem fizjologicznym 10, 20, 40, 80 razy itd. Do wszystkich probówek dodaje się równą objętość zawiesiny drobnoustrojów. Probówki wytrząsa się i umieszcza w termostacie na 3 godziny w temperaturze 37°C. Reakcję oblicza się na podstawie stopnia oczyszczenia surowicy. Miano lizozymu to ostatnie rozcieńczenie, w którym następuje całkowita liza zawiesiny drobnoustrojów.

WYDZIELNICZA I MUNOGLOBULINA A. Stale obecna w zawartości wydzieliny błon śluzowych, gruczołów sutkowych i ślinowych, w przewodzie pokarmowym; ma wyraźne właściwości przeciwdrobnoustrojowe i przeciwwirusowe.

Properdine (od łac. pro i perdere – przygotuj się na zagładę). Opisany w 1954 roku w postaci polimeru jako czynnik niespecyficznej ochrony i cytolizyny. Występuje w normalnej surowicy krwi w ilościach do 25 mcg/ml. Jest to białko serwatkowe (beta globulina) o masie cząsteczkowej

Properdyna bierze udział w niszczeniu komórek drobnoustrojów i neutralizacji wirusów. Properdyna działa w ramach układu właściwego: dopełniacza właściwego i dwuwartościowych jonów magnezu. Natywna właściwa właściwa odgrywa znaczącą rolę w niespecyficznej aktywacji dopełniacza (alternatywna droga aktywacji).

Lizyny. Białka surowicy, które mają zdolność lizy (rozpuszczenia) niektórych bakterii i czerwonych krwinek. Surowica krwi wielu zwierząt zawiera beta-lizyny, które powodują lizę podkultur Bacillus, a także wielu drobnoustrojów chorobotwórczych.

L ac to fer r in. Glikoproteina niehemowa o działaniu wiążącym żelazo. Wiąże dwa atomy żelaza żelazowego, aby konkurować z drobnoustrojami, co powoduje zahamowanie wzrostu drobnoustrojów. Jest syntetyzowany przez leukocyty wielojądrzaste i komórki w kształcie winogron nabłonka gruczołowego. Jest specyficznym składnikiem wydzieliny gruczołów – ślinowego, łzowego, piersiowego, oddechowego, pokarmowego i moczowo-płciowego. Laktoferyna jest lokalnym czynnikiem odpornościowym, chroniącym osłony nabłonkowe przed drobnoustrojami.

UZUPEŁNIACZ Wieloskładnikowy układ białek występujących w surowicy krwi i innych płynach ustrojowych, pełniący ważną rolę w utrzymaniu homeostazy immunologicznej. Po raz pierwszy został opisany przez Buchnera w 1889 roku pod nazwą „aleksyna” – czynnik termolabilny, w obecności którego następuje liza drobnoustrojów. Termin „dopełniacz” został wprowadzony przez Ehrlicha w 1895 r. Dopełnienie jest bardzo niestabilne. Zauważono, że specyficzne przeciwciała w obecności świeżej surowicy krwi są w stanie wywołać hemolizę czerwonych krwinek lub lizę komórki bakteryjnej, ale jeśli surowica zostanie podgrzana w temperaturze 56°C przez 30 minut przed reakcją, wówczas liza nie nastąpi. Okazało się, że hemoliza (liza) zachodzi w obrębie organizmu na skutek obecności dopełniacza w świeżej surowicy. Największa ilość dopełniacza zawarta jest w surowicy świnki morskiej.

Układ dopełniacza składa się z co najmniej dziewięciu różnych białek surowicy, oznaczonych od C1 do C9. C1 z kolei ma trzy podjednostki - Clq, Clr, Cls. Aktywowana forma dopełniacza jest oznaczona myślnikiem powyżej (c).

Istnieją dwa sposoby aktywacji (samoorganizacji) układu dopełniacza - klasyczny i alternatywny, różniące się mechanizmami wyzwalającymi.

W klasycznej drodze aktywacji składnik dopełniacza C1 wiąże się z kompleksami immunologicznymi (antygen + przeciwciało), które obejmują kolejno podskładniki (Clq, Clr, Cls), C4, C2 i C3. Kompleks C4, C2 i C3 zapewnia wiązanie aktywowanego składnika dopełniacza C5 na błonie komórkowej, a następnie ulega aktywacji poprzez szereg reakcji C6 i C7, które przyczyniają się do wiązania C8 i C9. W efekcie dochodzi do uszkodzenia ściany komórkowej lub lizy komórki bakteryjnej.

Na alternatywnym szlaku aktywacji dopełniacza rolę aktywatorów pełnią same wirusy, bakterie lub egzotoksyny. Alternatywna droga aktywacji nie obejmuje składników C1, C4 i C2. Aktywacja rozpoczyna się od etapu S3, w skład którego wchodzi grupa białek: P (properdyna), B (proaktywator), proaktywator, konwertaza S3 oraz inhibitory j i H. W reakcji Properdin stabilizuje konwertazy S3 i C5, dlatego ta droga aktywacji jest zwany także systemem owndin. Reakcja rozpoczyna się dodaniem czynnika B do S3, w wyniku szeregu kolejnych reakcji, P (properdyna) zostaje wstawiony do kompleksu (konwertaza S3), który działa jak enzym na S3 i C5 oraz aktywacja dopełniacza kaskada rozpoczyna się od C6, C7, C8 i C9, co powoduje uszkodzenie ściany komórkowej lub lizę komórki.

Tym samym układ dopełniacza stanowi skuteczny mechanizm obronny organizmu, który aktywuje się w wyniku reakcji immunologicznych lub poprzez bezpośredni kontakt z drobnoustrojami lub toksynami. Zwróćmy uwagę na niektóre funkcje biologiczne aktywowanych składników dopełniacza: uczestniczą one w regulacji procesu przełączania reakcji immunologicznych z komórkowych na humoralne i odwrotnie; Związany z komórką C4 promuje przywiązanie immunologiczne; S3 i C4 wzmagają fagocytozę; C1 i C4, wiążąc się z powierzchnią wirusa, blokują receptory odpowiedzialne za wprowadzenie wirusa do komórki; C3 i C5a są identyczne z anafilaktoksynami, działają na granulocyty neutrofilowe, te ostatnie wydzielają enzymy lizosomalne, które niszczą obce antygeny, zapewniają ukierunkowaną migrację makrofagów, powodują skurcz mięśni gładkich i wzmagają stan zapalny.

Ustalono, że makrofagi syntetyzują C1, C2, C3, C4 i C5; hepatocyty - SZ, Co, C8; komórki miąższu wątroby - C3, C5 i C9.

interferon. Wydany w 1957 roku Angielscy wirusolodzy A. Isaacs i I. Linderman. Interferon początkowo był uważany za przeciwwirusowy czynnik obrony. Później okazało się, że jest to grupa substancji białkowych, których zadaniem jest zapewnienie homeostazy genetycznej komórki. Oprócz wirusów, bakterii, toksyn bakteryjnych, mitogenów itp. działają jako induktory powstawania interferonu. W zależności od komórkowego pochodzenia interferonu i czynników indukujących jego syntezę wyróżnia się α-interferon, czyli leukocyt, który jest wytwarzany przez leczone leukocyty. z wirusami i innymi czynnikami; (3-interferon, czyli fibroblast, wytwarzany przez fibroblasty poddane działaniu wirusów lub innych czynników. Obydwa interferony są klasyfikowane jako interferon typu I. Interferon immunologiczny, czyli interferon γ, jest wytwarzany przez limfocyty i makrofagi aktywowane przez induktory niewirusowe .

Interferon bierze udział w regulacji różnych mechanizmów odpowiedzi immunologicznej: wzmaga działanie cytotoksyczne uwrażliwionych limfocytów i komórek K, ma działanie antyproliferacyjne, przeciwnowotworowe itp. Interferon ma specyficzność tkankową, tj. jest bardziej aktywny biologicznie układ, w którym jest wytwarzany, chroni komórki przed infekcją wirusową tylko wtedy, gdy oddziałuje na nie przed kontaktem z wirusem.

Proces interakcji interferonu z wrażliwymi komórkami obejmuje kilka etapów: adsorpcja interferonu na receptorach komórkowych; indukcja stanu przeciwwirusowego; rozwój oporności wirusa (wypełnienie indukowanym interferonem RNA i białkami); wyraźna odporność na infekcje wirusowe. W konsekwencji interferon nie oddziałuje bezpośrednio z wirusem, ale zapobiega wnikaniu wirusa i hamuje syntezę białek wirusowych na rybosomach komórkowych podczas replikacji wirusowych kwasów nukleinowych. Wykazano również, że interferon ma właściwości chroniące przed promieniowaniem.

I ng i b i t or y. Niespecyficzne substancje przeciwwirusowe o charakterze białkowym występują w normalnej, natywnej surowicy krwi, wydzielinach nabłonka błon śluzowych dróg oddechowych i przewodu pokarmowego oraz w ekstraktach narządów i tkanek. Mają zdolność tłumienia aktywności wirusów we krwi i płynach poza wrażliwą komórką. Inhibitory dzielą się na termolabilne (tracą swoją aktywność po podgrzaniu surowicy krwi do temperatury 60...62°C przez 1 godzinę) i termostabilne (wytrzymują ogrzewanie do 100°C). Inhibitory mają uniwersalne działanie neutralizujące i przeciwhemaglutynujące wobec wielu wirusów.

Inhibitory tkanek, wydzielin i wydalin zwierząt okazały się skuteczne przeciwko wielu wirusom: na przykład inhibitory wydzielnicze dróg oddechowych mają działanie przeciwhemaglutynujące i neutralizujące wirusy.

Działanie bakteriobójcze surowicy krwi (BAS).Świeża surowica krwi ludzi i zwierząt ma wyraźne właściwości bakteriostatyczne wobec wielu patogenów chorób zakaźnych. Głównymi składnikami hamującymi wzrost i rozwój mikroorganizmów są normalne przeciwciała, lizozym, właściwadyna, dopełniacz, monokiny, leukiny i inne substancje. Dlatego BAS jest zintegrowanym wyrazem przeciwdrobnoustrojowych właściwości humoralnych nieswoistych czynników obronnych. BAS zależy od stanu zdrowia zwierząt, warunków ich przetrzymywania i karmienia: przy złym trzymaniu i żywieniu aktywność surowicy jest znacznie zmniejszona.

Oprócz fagocytów krew zawiera rozpuszczalne, niespecyficzne substancje, które mają szkodliwy wpływ na mikroorganizmy. Należą do nich dopełniacz, właściwadyna, β-lizyna, x-lizyna, erytryna, leukiny, plakiny, lizozym itp.

Dopełniacz (od łacińskiego complementum – dodatek) to złożony układ frakcji białkowych krwi, który ma zdolność lizy mikroorganizmów i innych obcych komórek, np. czerwonych krwinek. Istnieje kilka składników dopełniacza: C 1, C 2, C 3 itp. Dopełniacz ulega zniszczeniu w temperaturze 55 ° C przez 30 minut. Ta właściwość nazywa się termolabilnością. Ulega także zniszczeniu pod wpływem wstrząsów, promieni UV itp. Oprócz surowicy krwi dopełniacz występuje w różnych płynach ustrojowych oraz w wysięku zapalnym, nie ma go jednak w przedniej komorze oka i płynie mózgowo-rdzeniowym.

Properdin (od łac. Properde – przygotować) to grupa składników prawidłowej surowicy krwi, która w obecności jonów magnezu aktywuje dopełniacz. Jest podobny do enzymów i odgrywa ważną rolę w odporności organizmu na infekcje. Spadek poziomu propedyny w surowicy krwi wskazuje na niewystarczającą aktywność procesów odpornościowych.

β-lizyny to termostabilne (odporne na temperaturę) substancje występujące w surowicy krwi ludzkiej, które mają działanie przeciwdrobnoustrojowe, głównie przeciwko bakteriom Gram-dodatnim. Zniszczony w temperaturze 63°C i pod wpływem promieni UV.

X-lizyna jest substancją termostabilną izolowaną z krwi pacjentów z wysoką gorączką. Posiada zdolność lizy bakterii, głównie Gram-ujemnych, bez udziału dopełniacza. Wytrzymuje nagrzewanie do 70-100°C.

Erytryna jest izolowana z erytrocytów zwierzęcych. Działa bakteriostatycznie na patogeny błonicy i niektóre inne mikroorganizmy.

Leukiny to substancje bakteriobójcze izolowane z leukocytów. Stabilny termicznie, niszczony w temperaturze 75-80° C. Występuje we krwi w bardzo małych ilościach.

Plakiny to substancje podobne do leukin izolowane z płytek krwi.

Lizozym jest enzymem niszczącym błonę komórkową drobnoustrojów. Występuje we łzach, ślinie i płynach krwi. Szybkie gojenie ran spojówki oka, błon śluzowych jamy ustnej i nosa jest w dużej mierze spowodowane obecnością lizozymu.

Składniki moczu, płynu prostaty i ekstraktów różnych tkanek mają również właściwości bakteriobójcze. Normalna surowica zawiera niewielkie ilości interferonu.

Pytania kontrolne

1. Jakie są czynniki humoralne o nieswoistej ochronie?

2. Jakie znasz humoralne czynniki ochrony nieswoistej?

Specyficzne czynniki obronne organizmu (odporność)

Wymienione powyżej składniki nie wyczerpują całego arsenału humoralnych czynników ochronnych. Najważniejsze z nich to specyficzne przeciwciała - immunoglobuliny, które powstają, gdy do organizmu wprowadzane są obce czynniki - antygeny.

Antygeny

Antygeny to substancje genetycznie obce organizmowi (białka, nukleoproteiny, polisacharydy itp.), na których wprowadzenie organizm reaguje wytworzeniem specyficznych reakcji immunologicznych. Jedną z tych reakcji jest tworzenie przeciwciał.

Antygeny mają dwie główne właściwości: 1) immunogenność, tj. zdolność do indukowania tworzenia przeciwciał i limfocytów odpornościowych; 2) zdolność do wchodzenia w specyficzną interakcję z przeciwciałami i odpornymi (uczulonymi) limfocytami, co objawia się w postaci reakcji immunologicznych (neutralizacja, aglutynacja, liza itp.). Antygeny posiadające obie cechy nazywane są kompletnymi. Należą do nich obce białka, surowice, elementy komórkowe, toksyny, bakterie, wirusy.

Substancje, które nie powodują reakcji immunologicznych, w szczególności wytwarzania przeciwciał, ale wchodzą w specyficzną interakcję z gotowymi przeciwciałami, nazywane są haptenami – antygenami defektywnymi. Hapteny nabywają właściwości pełnoprawnych antygenów po połączeniu z substancjami wielkocząsteczkowymi - białkami, polisacharydami.

Warunki określające właściwości antygenowe różnych substancji to: obcość, makromolekularność, stan koloidalny, rozpuszczalność. Antygenowość objawia się w momencie przedostania się substancji do środowiska wewnętrznego organizmu, gdzie napotyka komórki układu odpornościowego.

Specyficzność antygenów, ich zdolność do łączenia się jedynie z odpowiednim przeciwciałem, jest unikalnym zjawiskiem biologicznym. Leży u podstaw mechanizmu utrzymywania stałości środowiska wewnętrznego organizmu. Trwałość tę zapewnia układ odpornościowy, który rozpoznaje i niszczy substancje obce genetycznie (w tym mikroorganizmy i ich trucizny) znajdujące się w jego środowisku wewnętrznym. Układ odpornościowy człowieka znajduje się pod stałym nadzorem immunologicznym. Potrafi rozpoznać obcość, gdy komórki różnią się tylko jednym genem (rak).

Specyficzność to cecha strukturalna substancji, dzięki której antygeny różnią się od siebie. Decyduje o tym determinanta antygenowa, czyli niewielka część cząsteczki antygenu, która łączy się z przeciwciałem. Liczba takich miejsc (grup) jest różna dla różnych antygenów i określa liczbę cząsteczek przeciwciał, z którymi antygen może się związać (wartościowość).

Zdolność antygenów do łączenia się tylko z tymi przeciwciałami, które powstały w odpowiedzi na aktywację układu odpornościowego przez dany antygen (swoistość) wykorzystywana jest w praktyce: 1) diagnostyce chorób zakaźnych (oznaczenie specyficznych antygenów patogenu lub swoistych przeciwciał w surowica krwi pacjenta); 2) profilaktyka i leczenie pacjentów z chorobami zakaźnymi (tworzenie odporności na niektóre drobnoustroje lub toksyny, specyficzna neutralizacja trucizn patogenów szeregu chorób podczas immunoterapii).

Układ odpornościowy wyraźnie rozróżnia antygeny „własne” i „obce”, reagując tylko na te drugie. Możliwe są jednak reakcje na własne antygeny organizmu – autoantygeny i pojawienie się przeciwko nim przeciwciał – autoprzeciwciał. Autoantygeny stają się antygenami „barierowymi” - komórkami, substancjami, które w ciągu życia jednostki nie mają kontaktu z układem odpornościowym (soczewka oka, plemnik, tarczyca itp.), ale wchodzą z nim w kontakt podczas różnych urazów, zwykle wchłanianych do krwi. A ponieważ w trakcie rozwoju organizmu antygeny te nie zostały rozpoznane jako „własne”, nie wytworzyła się naturalna tolerancja (specyficzna reakcja immunologiczna), tj. komórki układu odpornościowego pozostały w organizmie zdolne do odpowiedzi immunologicznej na te własne antygeny.

W wyniku pojawienia się autoprzeciwciał mogą rozwinąć się choroby autoimmunologiczne w wyniku: 1) bezpośredniego cytotoksycznego działania autoprzeciwciał na komórki odpowiednich narządów (na przykład wole Hashimoto - uszkodzenie tarczycy); 2) pośrednie działanie kompleksów autoantygen-autoprzeciwciało, które odkładają się w zajętym narządzie i powodują jego uszkodzenie (np. toczeń rumieniowaty układowy, reumatoidalne zapalenie stawów).

Antygeny mikroorganizmów. Komórka drobnoustroju zawiera dużą liczbę antygenów, które mają różne lokalizacje w komórce i różne znaczenie dla rozwoju procesu zakaźnego. Różne grupy mikroorganizmów mają różny skład antygenów. W bakteriach jelitowych dobrze zbadano antygeny O, K i H.

Antygen O jest związany ze ścianą komórkową komórki drobnoustroju. Nazywano go zwykle „somatycznym”, ponieważ wierzono, że antygen ten zawarty jest w ciele (somie) komórki. Antygen O bakterii Gram-ujemnych to złożony kompleks lipopolisacharydowo-białkowy (endotoksyna). Jest termostabilny i nie zapada się pod wpływem alkoholu i formaldehydu. Składa się z głównego rdzenia i bocznych łańcuchów polisacharydowych. Specyficzność antygenów O zależy od struktury i składu tych łańcuchów.

Antygeny K (otoczkowe) są związane z otoczką i ścianą komórkową komórki drobnoustroju. Nazywa się je również skorupowymi. Antygeny K są zlokalizowane bardziej powierzchownie niż antygeny O. Są to głównie kwaśne polisacharydy. Istnieje kilka rodzajów antygenów K: A, B, L itp. Antygeny te różnią się między sobą odpornością na wpływy temperatury. Antygen A jest najbardziej stabilny, L - najmniej. Do antygenów powierzchniowych zalicza się także antygen Vi, który występuje u patogenów duru brzusznego i niektórych innych bakterii jelitowych. Ulega zniszczeniu w temperaturze 60°C. Obecność antygenu Vi powiązano ze zjadliwością mikroorganizmów.

Antygeny H (wiciowe) zlokalizowane są w wici bakterii. Są specjalnym białkiem – flageliną. Zniszczony po podgrzaniu. Potraktowane formaliną zachowują swoje właściwości (patrz ryc. 70).

Antygen ochronny (ochronny) (od łac. Protectio - ochrona, ochrona) jest tworzony przez patogeny w organizmie pacjenta. Czynniki wywołujące wąglika, dżumę i brucelozę są zdolne do tworzenia antygenu ochronnego. Występuje w wysiękach dotkniętych tkanek.

Wykrywanie antygenów w materiale patologicznym jest jedną z metod diagnostyki laboratoryjnej chorób zakaźnych. Do wykrycia antygenu wykorzystuje się różne reakcje immunologiczne (patrz poniżej).

W miarę rozwoju, wzrostu i reprodukcji mikroorganizmów ich antygeny mogą się zmieniać. Następuje utrata niektórych składników antygenowych, które są zlokalizowane bardziej powierzchownie. Zjawisko to nazywa się dysocjacją. Przykładem tego jest dysocjacja „S” - „R”.

Pytania kontrolne

1. Czym są antygeny?

2. Jakie są główne właściwości antygenów?

3. Jakie antygeny komórek drobnoustrojów znasz?

Przeciwciała

Przeciwciała to specyficzne białka krwi – immunoglobuliny, powstałe w odpowiedzi na wprowadzenie antygenu i zdolne do specyficznej z nim reakcji.

W surowicy ludzkiej występują dwa rodzaje białek: albuminy i globuliny. Przeciwciała są kojarzone głównie z globulinami modyfikowanymi przez antygen i nazywanymi immunoglobulinami (Ig). Globuliny są heterogenne. Na podstawie prędkości poruszania się w żelu pod wpływem przepływu prądu elektrycznego dzieli się je na trzy frakcje: α, β, γ. Przeciwciała należą głównie do γ-globulin. Ta frakcja globulin charakteryzuje się największą prędkością poruszania się w polu elektrycznym.

Immunoglobuliny charakteryzują się masą cząsteczkową, szybkością sedymentacji podczas ultrawirowania (wirowanie z bardzo dużą prędkością) itp. Różnice w tych właściwościach pozwoliły podzielić immunoglobuliny na 5 klas: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Wszystkie odgrywają rolę w rozwijaniu odporności na choroby zakaźne.

Immunoglobuliny G (IgG) stanowią około 75% wszystkich immunoglobulin ludzkich. Są najbardziej aktywne w rozwoju odporności. Jedyne immunoglobuliny przenikają przez łożysko, zapewniając bierną odporność płodu. Mają niską masę cząsteczkową i szybkość sedymentacji podczas ultrawirowania.

Immunoglobulina M (IgM) powstaje u płodu i jako pierwsza pojawia się po zakażeniu lub szczepieniu. Do tej klasy zaliczają się „normalne” przeciwciała ludzkie, które powstają w trakcie jego życia, bez widocznych objawów infekcji lub podczas powtarzających się infekcji domowych. Mają wysoką masę cząsteczkową i szybkość sedymentacji podczas ultrawirowania.

Immunoglobuliny A (IgA) mają zdolność przenikania do wydzielin śluzowych (siara, ślina, zawartość oskrzeli itp.). Odgrywają rolę w ochronie błon śluzowych dróg oddechowych i przewodu pokarmowego przed mikroorganizmami. Pod względem masy cząsteczkowej i szybkości sedymentacji podczas ultrawirowania są one zbliżone do IgG.

Za reakcje alergiczne odpowiedzialne są immunoglobuliny E (IgE) lub odczynniki (patrz rozdział 13). Odgrywają rolę w rozwoju odporności lokalnej.

Immunoglobulina D (IgD). Występuje w małych ilościach w surowicy krwi. Niewystarczająco przestudiowane.

Struktura immunoglobulin. Cząsteczki immunoglobulin wszystkich klas zbudowane są w ten sam sposób. Najprostszą strukturą cząsteczek IgG są dwie pary łańcuchów polipeptydowych połączone wiązaniem dwusiarczkowym (ryc. 31). Każda para składa się z łańcucha lekkiego i ciężkiego, różniących się masą cząsteczkową. Każdy łańcuch ma sekcje stałe, które są genetycznie określone, i sekcje zmienne, które powstają pod wpływem antygenu. Te specyficzne regiony przeciwciała nazywane są centrami aktywnymi. Oddziałują z antygenem, który spowodował powstanie przeciwciał. Liczba centrów aktywnych w cząsteczce przeciwciała określa wartościowość – liczbę cząsteczek antygenu, z którymi przeciwciało może się zetknąć. IgG i IgA są dwuwartościowe, IgM są pięciowartościowe.

Ryż. 31. Schematyczne przedstawienie immunoglobulin

Immunogeneza- powstawanie przeciwciał zależy od dawki, częstotliwości i sposobu podawania antygenu. Wyróżnia się dwie fazy pierwotnej odpowiedzi immunologicznej na antygen: indukcyjną – od momentu podania antygenu do pojawienia się komórek tworzących przeciwciała (do 20 godzin) i produktywną, która rozpoczyna się pod koniec pierwszego dnia po podaniu antygenu i charakteryzuje się pojawieniem się przeciwciał w surowicy krwi. Ilość przeciwciał stopniowo wzrasta (do 4. dnia), osiągając maksimum w 7-10. dniu i maleje pod koniec pierwszego miesiąca.

Po ponownym wprowadzeniu antygenu rozwija się wtórna odpowiedź immunologiczna. Jednocześnie faza indukcyjna jest znacznie krótsza – przeciwciała powstają szybciej i intensywniej.

Pytania kontrolne

1. Czym są przeciwciała?

2. Jakie znasz klasy immunoglobulin?

Powiązana informacja.

Humoralne czynniki ochronne odgrywają główną rolę w utrzymaniu wysokiego poziomu mechanizmów obronnych organizmu. Wiadomo, że świeżo uzyskana krew zwierząt hodowlanych ma zdolność hamowania wzrostu (zdolność bakteriostatyczna) lub powodowania śmierci (zdolność bakteriobójcza) mikroorganizmów. Te właściwości krwi i jej surowicy wynikają z zawartości substancji takich jak lizozym, dopełniacz, właściwadyna, interferon, bakteriolizyny, monokiny, leukiny i niektóre inne (S.I. Plyashchenko, V.T. Sidorov, 1979; V.M. Mityushnikov, 1985; S.A. Pigalev, V.M.

Lizozym (muramidaza) jest uniwersalnym enzymem ochronnym, występującym we łzach, ślinie, śluzie nosa, wydzielinie błon śluzowych, surowicy krwi oraz ekstraktach uzyskiwanych z różnych narządów i tkanek (Z.V. Ermolyeva, 1965; W.J. Herbert 1974; V.E. Pigarevsky, 1978; S.A. Pigalev, V.M. Najmniejsze ilości lizozymu znajdują się w mięśniach szkieletowych i mózgu (O.V. Bukharin, N.V. Vasiliev, 1974). W białku jaj kurzych znajduje się dużo lizozymu (I.A. Bolotnikov, 1982; A.A. Sokhin, E.F. Chermushenko, 1984). Miano lizozymu we krwi kurcząt ma istotny związek z mianem lizozymu w białkach jaj (V.M. Mityushnikov, T.A. Kozharinova, 1974; V.M. Mityushnikov, 1980). Wysokie stężenie tego enzymu obserwuje się w narządach pełniących funkcje barierowe: wątrobie, śledzionie, płucach, a także fagocytach. Lizozym jest odporny na ciepło (inaktywowany przez gotowanie), ma właściwość lizy żywych i martwych, głównie mikroorganizmów Gram-dodatnich, co tłumaczy się odmienną budową chemiczną powierzchni komórki bakteryjnej. Przeciwdrobnoustrojowe działanie lizozymu tłumaczy się przerwaniem przez niego struktury mukopolisacharydowej ściany bakteryjnej, w wyniku czego komórka ulega lizie (P.A. Emelyanenko, 1987; G.A. Grosheva, N.R. Esakova, 1996).

Oprócz działania bakteriobójczego lizozym wpływa na poziom właściwadyny i aktywność fagocytarną leukocytów, reguluje przepuszczalność błon i barier tkankowych. Enzym ten powoduje lizę, bakteriostazę, aglutynację bakterii, stymuluje fagocytozę, proliferację limfocytów T i B, fibroblastów i tworzenie przeciwciał. Głównymi źródłami lizozymu są neutrofile, monocyty i makrofagi tkankowe (W.J. Herbert 1974; O.V. Bukharin, N.V. Vasiliev, 1974; Ya.E. Kolyakov, 1986; V.A. Medvedsky, 1998).

Według A.F. Mogilenko (1990) zawartość lizozymu w surowicy krwi jest ważnym wskaźnikiem charakteryzującym stan nieswoistej reaktywności i mechanizmów obronnych organizmu.

Surowica świeżej krwi zawiera wieloskładnikowy enzymatyczny układ dopełniacza, który odgrywa ważną rolę w usuwaniu antygenu z organizmu poprzez aktywację humoralnego układu odpornościowego. Układ dopełniacza obejmuje 11 białek, które mają różną aktywność enzymatyczną i są oznaczone symbolami od C1 do C9. Główną funkcją dopełniacza jest liza antygenu. Istnieją dwa sposoby aktywacji (samoporządkowania) układu dopełniacza – klasyczny i alternatywny. W pierwszym przypadku najważniejszy jest kompleks antygen-przeciwciało, w drugim (alternatywnym) do aktywacji nie są wymagane pierwsze składniki szlaku klasycznego: C1, C2 i C4 (F. Bernet, 1971; I.A. Bolotnikov, 1982 ; Ya.E. Kolyakov, 1986; A. Royt, 1991;

Układ dopełniacza bierze bezpośredni udział w niespecyficznej lizie komplementarnej komórek docelowych, szczególnie tych dotkniętych wirusami, chemotaksji i fagocytozie nieimmunologicznej, lizie komplementarnej zależnej od przeciwciał, fagocytozie specyficznej zależnej od przeciwciał, cytotoksyczności uczulonych komórek. Poszczególne składniki dopełniacza lub ich fragmenty odgrywają ważną rolę w regulacji przepuszczalności i napięcia naczyń krwionośnych, wpływają na układ krzepnięcia krwi i biorą udział w uwalnianiu histaminy przez komórki (F. Bernet, 1971; S.A. Pigalev, V.M. Skorlyakov, 1989; A. Royt, 1991; P. Benhaim, T.K. Hunt, 1992;

Naturalne (normalne przeciwciała) występują w małych ilościach w surowicy krwi zdrowych zwierząt, które nie zostały poddane specjalnemu szczepieniu. Charakter tych przeciwciał nie jest w pełni poznany. Uważa się, że powstają w wyniku immunizacji krzyżowej lub w odpowiedzi na wprowadzenie do organizmu niewielkiej ilości zakaźnego patogenu, który nie jest w stanie wywołać ostrej choroby, ale powoduje jedynie infekcję utajoną lub podostrą ( W.J. Herbert, 1974; SA Pigalev, V.M. Skorlyakov, 1989). Zdaniem P.A. Emelianenko (1987) właściwsze jest uwzględnienie naturalnych przeciwciał w kategorii immunoglobulin, których synteza zachodzi w odpowiedzi na podrażnienie antygenowe. Zawartość naturalnych przeciwciał we krwi odzwierciedla stopień dojrzałości układu odpornościowego organizmu zwierzęcia. Spadek miana prawidłowych przeciwciał występuje w wielu stanach patologicznych. Wraz z dopełniaczem normalne przeciwciała zapewniają również działanie bakteriobójcze w surowicy krwi.

Humorystycznym czynnikiem naturalnej odporności jest także właściwadyna, a dokładniej układ właściwa (Ya.E. Kolyakov, 1986). Nazwa właściwa pochodzi z języka łacińskiego. pro i perdere – przygotować się na zagładę. Układ właściwa odgrywa ważną rolę w naturalnej nieswoistej odporności organizmu zwierzęcego. Properdyna zawarta jest w świeżej, prawidłowej surowicy krwi w ilościach do 25 mcg/ml. To jest białko serwatkowe. o wadze 220 000, który ma działanie bakteriobójcze i może neutralizować niektóre wirusy. Według Ya.E. Kolakowa (1986); SA Pigaleva, V.M. Skorlyakova (1989); NA. Radczuk, G.V. Dunaeva, N.M. Kolycheva, N.I. Smirnova (1991) działanie bakteriobójcze objawia się nie samą właściwą właściwądyną, ale układem właściwej, na który składają się trzy składniki: 1) właściwa - białko surowicy, 2) jony magnezu, 3) dopełniacz. Zatem Propertydin nie działa samodzielnie, ale wraz z innymi czynnikami zawartymi we krwi zwierząt, w tym z dopełniaczem.

Interferon to grupa substancji białkowych wytwarzanych przez komórki organizmu, które zapobiegają rozmnażaniu się wirusa. Oprócz wirusów induktorami powstawania interferonu są bakterie, toksyny bakteryjne, mutageny itp. W zależności od pochodzenia komórkowego i czynników indukujących jego syntezę wyróżnia się interferon a, czyli leukocyt, który jest wytwarzany przez leukocyty i interferon B, lub fibroblast, który jest wytwarzany przez fibroblasty. Obydwa te interferrony są klasyfikowane jako interferrony typu 1 i powstają podczas leczenia leukocytów i fibroblastów wirusami i innymi czynnikami. Interferon immunologiczny, czyli interferon y, wytwarzany przez limfocyty i makrofagi aktywowane przez induktory niewirusowe (W.J. Herbert 1974; Z.V. Ermolyeva, 1965; S.A. Pigalev, V.M. Skorlyakov, 1989; N.A. Radchuk, G.V. Dunaev, 1991; PS Morahan, D. Stewart, 1993; 1993).

Oprócz wyżej wymienionych humoralnych czynników ochronnych, ważną rolę odgrywają beta-lizyny, laktoferyna, inhibitory, białko C-reaktywne itp.

Beta-lizyny to białka surowicy, które mają zdolność lizy niektórych bakterii. Działają na błonę cytoplazmatyczną komórki drobnoustroju, uszkadzając ją, powodując w ten sposób lizę ściany komórkowej przez enzymy (autolizyny) znajdujące się w błonie cytoplazmatycznej, aktywowane i uwalniane podczas interakcji beta-lizyn z błoną cytoplazmatyczną. Zatem beta-lizyny powodują procesy autolityczne i śmierć komórek drobnoustrojów.

Laktoferyna jest glikoproteiną niehyminową o działaniu wiążącym żelazo. Wiąże dwa atomy żelaza żelazowego, konkurując w ten sposób z drobnoustrojami i hamując ich rozwój.

Inhibitory to niespecyficzne substancje przeciwwirusowe zawarte w ślinie, surowicy krwi, wydzielinach nabłonka dróg oddechowych i przewodu pokarmowego, ekstraktach różnych narządów i tkanek. Mają zdolność tłumienia aktywności wirusów poza wrażliwą komórką, gdy wirus znajduje się we krwi i płynach. Inhibitory dzielą się na dwie klasy: termolabilne (tracą aktywność po podgrzaniu do 60-62 0C przez godzinę) i termostabilne (wytrzymują ogrzewanie do 100 0C) (O.V. Bukharin, N.V. Vasiliev, 1977; V.E. Pigarevsky, 1978; S.I. Plyashchenko, V.T. Bołotnikow, V.N. Belousova, N.A.V. Dunaev, N.M. Kolychev, N.I.

Białko C-reaktywne występuje w ostrych procesach zapalnych i chorobach, którym towarzyszy zniszczenie tkanek, ponieważ może służyć jako wskaźnik aktywności tych procesów. Białko to nie jest wykrywane w normalnej surowicy. Białko C-reaktywne ma zdolność inicjowania reakcji wytrącania, aglutynacji, fagocytozy, wiązania dopełniacza, tj. ma cechy funkcjonalne podobne do immunoglobulin. Ponadto białko to zwiększa ruchliwość leukocytów (W.J. Herbert 1974; S.S. Abramov, A.F. Mogilenko, A.I. Yatusevich, 1988; A. Royt, 1991).