Humorálne faktory nešpecifickej ochrany vnútorného prostredia. Humorálna imunita Nešpecifické humorálne faktory, ktoré chránia telo pred mikróbmi
V podstate ide o bielkovinové látky nachádzajúce sa v krvnej plazme:
Schéma č. 2: Nešpecifické obranné mechanizmy: Humorálne faktory vnútorného prostredia
Biologické účinky aktivácie komplementu:
1) Kontrakcia hladkých svalov (C3a, C5a);
2) zvýšená vaskulárna permeabilita (C3a, C4a, C5a);
3) degranulácia bazofilov (C3a, C5a);
4) agregácia krvných doštičiek (C3a, C5a);
5) opsonizácia a fagocytóza (C3b);
6) aktivácia kinínového systému (C2b);
7) MAC, lýza;
8) Chemotaxia (C5a)
Aktivácia komplementového systému vedie k lýze cudzích a vírusom infikovaných telesných buniek. *
Cudzia bunka (vľavo - klasická cesta aktivácie komplementu) je označená (opsonizovaná) ako výsledok väzby na imunoglobulíny alebo (vpravo - alternatívna cesta aktivácie komplementu) špeciálne membránové štruktúry (napríklad lipopolysacharidy alebo membrána antigény indukované vírusmi) sú „viditeľné“ pre systém komplementu. Produkt C3b kombinuje obe reakčné dráhy. Rozdeľuje C5 na C5a a C5b. Komponenty C5b – C8 polymerizujú s C9 a vytvárajú tubusovitý komplex membránového útoku (MAC), ktorý prechádza cez membránu cieľovej bunky a vedie k prenikaniu Ca 2+ do bunky (cytotoxický pri vysokých intracelulárnych koncentráciách!), ako ako aj Na+ a H20.
* Aktivácia kaskády reakcií systému komplementu zahŕňa oveľa viac krokov, ako je uvedené v diagrame. Chýbajú najmä rôzne inhibičné faktory, ktoré pomáhajú kontrolovať nadmerné reakcie v koagulačných a fibrinolytických systémoch.
Špecifické mechanizmy na ochranu bunkovej homeostázy
Vykonáva ich imunitný systém tela a sú základom imunity.
Tkanivá (vrátane transplantovaných)Proteíny a ich zlúčeniny s lipidmi, polysacharidy
Imunitný systém je totalita.
Medzi humorálne faktory nešpecifickej obrany organizmu patria normálne (prirodzené) protilátky, lyzozým, properdín, beta-lyzíny (lyzíny), komplement, interferón, vírusové inhibítory v krvnom sére a množstvo ďalších látok, ktoré sú v organizme neustále prítomné.
Protilátky (prírodné). V krvi zvierat a ľudí, ktorí nikdy predtým neboli chorí alebo neboli imunizovaní, sa nachádzajú látky, ktoré reagujú s mnohými antigénmi, ale v nízkych titroch nepresahujúcich riedenia 1:10 ... 1:40. Tieto látky sa nazývali normálne alebo prirodzené protilátky. Predpokladá sa, že vznikajú v dôsledku prirodzenej imunizácie rôznymi mikroorganizmami.
Lysozomálny enzým je prítomný v slzách, slinách, hlienoch z nosa, sekrétoch slizníc, krvnom sére a extraktoch orgánov a tkanív, v mlieku; V bielkach kuracích vajec je veľa lyzozýmu. Lysozým je odolný voči teplu (inaktivuje sa varom) a má vlastnosť lýzovať živé a zabíjané najmä grampozitívne mikroorganizmy.
Metóda stanovenia lyzozýmu je založená na schopnosti séra pôsobiť na kultúru Micrococcus lysodecticus pestovanú na šikmom agare. Suspenzia dennej kultúry sa pripraví podľa optického štandardu (10 jednotiek) vo fyziologickom roztoku. Testovacie sérum sa postupne zriedi fyziologickým roztokom 10, 20, 40, 80-krát atď. Do všetkých skúmaviek sa pridá rovnaký objem mikrobiálnej suspenzie. Skúmavky sa pretrepú a umiestnia sa do termostatu na 3 hodiny pri 37 °C. Reakcia sa berie do úvahy podľa stupňa vyčírenia séra. Titer lyzozýmu je posledné riedenie, pri ktorom dôjde k úplnej lýze mikrobiálnej suspenzie.
SEKRÉTORKA A MUNOGLOBULINA A. Neustále prítomná v obsahu sekrétov slizníc, mliečnych a slinných žliaz, v črevnom trakte; má výrazné antimikrobiálne a antivírusové vlastnosti.
Properdine (z latinčiny pro a perdere - pripravte sa na zničenie). Opísaný v roku 1954 vo forme polyméru ako faktor nešpecifickej ochrany a cytolyzín. Prítomný v normálnom krvnom sére v množstvách do 25 mcg/ml. Ide o srvátkový proteín (beta globulín) s molekulovou hmotnosťou
220 000. Properdin sa podieľa na ničení mikrobiálnych buniek a neutralizácii vírusov. Properdin pôsobí ako súčasť systému properdin: komplement properdinu a dvojmocné ióny horčíka. Natívny properdín hrá významnú úlohu pri nešpecifickej aktivácii komplementu (alternatívna aktivačná dráha).
Lizins. Sérové proteíny, ktoré majú schopnosť lyzovať (rozpúšťať) niektoré baktérie a červené krvinky. Krvné sérum mnohých zvierat obsahuje beta-lyzíny, ktoré spôsobujú lýzu kultúry Bacillus subtilis, ako aj mnohé patogénne mikróby.
P o d u j e n á m. Nehemový glykoproteín s aktivitou viažucou železo. Viaže dva atómy trojmocného železa, aby súťažil s mikróbmi, čo vedie k inhibícii rastu mikróbov. Je syntetizovaný polymorfonukleárnymi leukocytmi a bunkami v tvare hrozna žľazového epitelu. Je špecifickou zložkou sekrécie žliaz - slinného, slzného, mliečneho, dýchacieho, tráviaceho a urogenitálneho traktu. Laktoferín je lokálny imunitný faktor, ktorý chráni povrchy epitelu pred mikróbmi.
DOPLNOK Viaczložkový systém bielkovín v krvnom sére a iných telesných tekutinách, ktoré hrajú dôležitú úlohu pri udržiavaní imunitnej homeostázy. Prvýkrát ho opísal Buchner v roku 1889 pod názvom „alexín“ - termolabilný faktor, v prítomnosti ktorého dochádza k mikrobiálnej lýze. Pojem „komplement“ zaviedol Ehrlich v roku 1895. Komplement je veľmi nestabilný. Zistilo sa, že špecifické protilátky v prítomnosti čerstvého krvného séra sú schopné spôsobiť hemolýzu červených krviniek alebo lýzu bakteriálnej bunky, ale ak sa sérum pred reakciou zohreje na 56 °C počas 30 minút, potom k lýze nedochádza. Ukázalo sa, že hemolýza (lýza) nastáva v dôsledku prítomnosti komplementu v čerstvom sére.Najväčšie množstvo komplementu je obsiahnuté v sére morčiat.
Systém komplementu pozostáva z najmenej deviatich rôznych sérových proteínov, označených C1 až C9. C1 má zase tri podjednotky - Clq, Clr, Cls. Aktivovaná forma komplementu je označená pomlčkou nad (c).
Existujú dva spôsoby aktivácie (samoorganizácie) komplementového systému – klasický a alternatívny, líšia sa spúšťacími mechanizmami.
V klasickej aktivačnej dráhe sa komplementová zložka C1 viaže na imunitné komplexy (antigén + protilátka), ktoré postupne zahŕňajú podzložky (Clq, Clr, Cls), C4, C2 a C3. Komplex C4, C2 a C3 zaisťuje fixáciu aktivovanej zložky komplementu C5 na bunkovej membráne a potom sa aktivuje prostredníctvom série reakcií C6 a C7, ktoré prispievajú k fixácii C8 a C9. V dôsledku toho dochádza k poškodeniu bunkovej steny alebo lýze bakteriálnej bunky.
V alternatívnej dráhe aktivácie komplementu slúžia ako aktivátory samotné vírusy, baktérie alebo exotoxíny. Alternatívna aktivačná dráha nezahŕňa zložky C1, C4 a C2. Aktivácia začína štádiom S3, ktorý zahŕňa skupinu proteínov: P (properdin), B (proaktivátor), proaktivátor konvertázy S3 a inhibítory j a H. V reakcii Properdin stabilizuje konvertázy S3 a C5, preto je táto aktivačná dráha nazývaný aj systém properdin. Reakcia začína pridaním faktora B k S3, ako výsledok série sekvenčných reakcií sa do komplexu (S3 konvertáza), ktorý pôsobí ako enzým na S3 a C5, vloží P (properdin) a aktivuje sa komplement kaskáda začína C6, C7, C8 a C9, čo vedie k poškodeniu bunkovej steny alebo lýze buniek.
Systém komplementu teda slúži ako účinný obranný mechanizmus tela, ktorý sa aktivuje v dôsledku imunitných reakcií alebo priamym kontaktom s mikróbmi alebo toxínmi. Všimnime si niektoré biologické funkcie aktivovaných zložiek komplementu: podieľajú sa na regulácii procesu prepínania imunologických reakcií z bunkových na humorálne a naopak; C4 naviazaný na bunku podporuje imunitné pripojenie; S3 a C4 zosilňujú fagocytózu; C1 a C4 väzbou na povrch vírusu blokujú receptory zodpovedné za zavedenie vírusu do bunky; C3 a C5a sú identické s anafylaktoxínmi, ovplyvňujú neutrofilné granulocyty, ktoré vylučujú lyzozomálne enzýmy, ktoré ničia cudzie antigény, zabezpečujú riadenú migráciu makrofágov, spôsobujú kontrakciu hladkého svalstva a zvyšujú zápal.
Zistilo sa, že makrofágy syntetizujú C1, C2, C3, C4 a C5; hepatocyty - SZ, Co, C8; bunky pečeňového parenchýmu - C3, C5 a C9.
I nterferón. Vydané v roku 1957 anglickí virológovia A. Isaacs a I. Linderman. Interferón bol pôvodne považovaný za antivírusový obranný faktor. Neskôr sa ukázalo, že ide o skupinu proteínových látok, ktorých funkciou je zabezpečiť genetickú homeostázu bunky. Okrem vírusov pôsobia ako induktory tvorby interferónu baktérie, bakteriálne toxíny, mitogény a pod.. V závislosti od bunkového pôvodu interferónu a faktorov indukujúcich jeho syntézu sa rozlišuje a-interferón alebo leukocyt, ktorý produkujú leukocyty ošetrené s vírusmi a inými činidlami; (3-interferón alebo fibroblast, ktorý je produkovaný fibroblastami ošetrenými vírusmi alebo inými látkami. Obidva tieto interferóny sú klasifikované ako typ I. Imunitný interferón alebo γ-interferón je produkovaný lymfocytmi a makrofágmi aktivovanými nevírusovými induktormi .
Interferón sa podieľa na regulácii rôznych mechanizmov imunitnej odpovede: zvyšuje cytotoxický účinok senzibilizovaných lymfocytov a K-buniek, má antiproliferatívne a protinádorové účinky atď. Interferón má tkanivovú špecifickosť, t.j. je aktívnejší v biologickom systém, v ktorom vzniká, chráni bunky pred vírusovou infekciou iba vtedy, ak na ne pôsobí pred kontaktom s vírusom.
Proces interakcie interferónu s citlivými bunkami zahŕňa niekoľko stupňov: adsorpciu interferónu na bunkových receptoroch; vyvolanie antivírusového stavu; rozvoj vírusovej rezistencie (naplnenie interferónom indukovanej RNA a proteínov); výrazná odolnosť voči vírusovej infekcii. V dôsledku toho interferón neinteraguje priamo s vírusom, ale zabraňuje prenikaniu vírusu a inhibuje syntézu vírusových proteínov na bunkových ribozómoch počas replikácie vírusových nukleových kyselín. Ukázalo sa tiež, že interferón má vlastnosti ochrany pred žiarením.
I n g i b i t o r y. Nešpecifické antivírusové látky proteínovej povahy sú prítomné v normálnom natívnom krvnom sére, sekrétoch epitelu slizníc dýchacích a tráviacich ciest a v extraktoch orgánov a tkanív. Majú schopnosť potláčať aktivitu vírusov v krvi a tekutinách mimo citlivej bunky. Inhibítory sa delia na termolabilné (stratia aktivitu pri zahriatí krvného séra na 6O...62°C po dobu 1 hodiny) a termostabilné (odolajú zahriatiu do 100°C). Inhibítory majú univerzálny vírus neutralizujúci a antihemaglutinačný účinok proti mnohým vírusom.
Inhibítory živočíšnych tkanív, sekrétov a exkrétov sa ukázali ako účinné proti mnohým vírusom: napríklad sekrečné inhibítory dýchacieho traktu majú antihemaglutinačný a vírus-neutralizačný účinok.
Baktericídna aktivita krvného séra (BAS).Čerstvé krvné sérum ľudí a zvierat má výrazné bakteriostatické vlastnosti proti množstvu patogénov infekčných chorôb. Hlavnými zložkami, ktoré inhibujú rast a vývoj mikroorganizmov, sú normálne protilátky, lyzozým, properdín, komplement, monokíny, leukíny a ďalšie látky. Preto je BAS integrovaným vyjadrením antimikrobiálnych vlastností humorálnych nešpecifických obranných faktorov. BAS závisí od zdravia zvierat, podmienok ich ustajnenia a kŕmenia: pri zlom ustajnení a kŕmení je aktivita séra výrazne znížená.
Definícia ALS je založená na schopnosti krvného séra potláčať rast mikroorganizmov, čo závisí od hladiny normálnych protilátok, properdinu, komplementu atď. Reakcia prebieha pri teplote 37°C s rôznymi riedeniami sérum, do ktorého sa pridáva určitá dávka mikróbov. Riedenie séra umožňuje zistiť nielen jeho schopnosť potlačiť rast mikróbov, ale aj silu baktericídneho účinku, ktorá sa vyjadruje v jednotkách.
Ochranno-adaptívne mechanizmy. Medzi nešpecifické ochranné faktory patrí aj stres. Faktory spôsobujúce stres nazval G. Silye stresory. Stres je podľa Silyeho zvláštny nešpecifický stav organizmu, ktorý vzniká ako reakcia na pôsobenie rôznych škodlivých faktorov prostredia (stresorov). Okrem patogénnych mikroorganizmov a ich toxínov môžu ako stresory pôsobiť chlad, hlad, teplo, ionizujúce žiarenie a iné látky, ktoré majú schopnosť vyvolať v organizme odozvy. Adaptačný syndróm môže byť všeobecný a lokálny. Je to spôsobené pôsobením hypofýzno-adrenokortikálneho systému spojeného s hypotalamickým centrom. Vplyvom stresora začne štítna žľaza intenzívne vylučovať adrenokortikotropný hormón (ACTH), ktorý stimuluje funkcie nadobličiek, čo spôsobuje ich zvýšené uvoľňovanie protizápalového hormónu, ako je kortizón, ktorý znižuje ochranný zápalová odpoveď. Ak je stresor príliš silný alebo dlhotrvajúci, počas adaptačného procesu nastáva choroba.
S intenzifikáciou chovu hospodárskych zvierat výrazne narastá počet stresových faktorov, ktorým sú zvieratá vystavené. Preto je jednou z najdôležitejších úloh veterinárnej služby prevencia účinkov stresu, ktoré znižujú prirodzenú odolnosť organizmu a spôsobujú choroby.
Bunková reaktivita
Vývoj infekčného procesu a tvorba imunity úplne závisia od primárnej citlivosti buniek na patogén. Dedičná druhová imunita je príkladom nedostatočnej citlivosti buniek jedného živočíšneho druhu na mikroorganizmy, ktoré sú patogénne pre iné. Mechanizmus tohto javu nie je dobre pochopený. Je známe, že reaktivita buniek sa mení s vekom a pod vplyvom rôznych faktorov (fyzikálnych, chemických, biologických).
Krv obsahuje okrem fagocytov rozpustné nešpecifické látky, ktoré majú škodlivý účinok na mikroorganizmy. Patria sem komplement, properdín, β-lyzíny, x-lyzíny, erytrín, leukíny, plakíny, lyzozým atď.
Doplniť(z lat. komplementum - adícia) je komplexný systém proteínových frakcií krvi, ktorý má schopnosť lyzovať mikroorganizmy a iné cudzie bunky, ako sú červené krvinky. Existuje niekoľko zložiek komplementu: C 1, C 2, C3 atď. Komplement sa pri teplote ničí 55 °C počas 30 min. Táto vlastnosť je tzv termolabilita. Ničí sa aj trasením, vplyvom UV lúčov a pod. Okrem krvného séra sa komplement nachádza v rôznych telesných tekutinách a v zápalovom exsudáte, ale chýba v prednej očnej komore a mozgovomiechovom moku.
Properdin(z latinčiny properde - pripravovať) - skupina zložiek normálneho krvného séra, ktorá aktivuje komplement v prítomnosti horčíkových iónov. Je podobný enzýmom a hrá dôležitú úlohu v odolnosti organizmu voči infekcii. Zníženie hladiny properdínu v krvnom sére naznačuje nedostatočnú aktivitu imunitných procesov.
β-lyzíny- termostabilné (teplotne odolné) látky v ľudskom krvnom sére, ktoré pôsobia antimikrobiálne, hlavne proti grampozitívnym baktériám. Zničené pri 63 °C a vplyvom UV lúčov.
X-lyzín- tepelne stabilná látka izolovaná z krvi pacientov s vysokou horúčkou. Má schopnosť lyzovať baktérie, najmä gramnegatívne, bez účasti komplementu. Odoláva zahrievaniu na 70-100 °C.
Erytrín izolované zo zvieracích erytrocytov. Má bakteriostatický účinok na patogény záškrtu a niektoré ďalšie mikroorganizmy.
leukíny- baktericídne látky izolované z leukocytov. Tepelne stabilný, zničený pri 75-80 °C. Nachádza sa v krvi vo veľmi malých množstvách.
Plakins- látky podobné leukínom izolované z krvných doštičiek.
lyzozým-enzým, ktorý ničí membránu mikrobiálnych buniek. Nachádza sa v slzách, slinách a krvných tekutinách. Rýchle hojenie rán spojovky oka, slizníc ústnej dutiny a nosa je do značnej miery spôsobené prítomnosťou lyzozýmu.
Zložky moču, prostatickej tekutiny a extraktov rôznych tkanív majú tiež baktericídne vlastnosti. Normálne sérum obsahuje malé množstvo interferónu.
ŠPECIFICKÉ FAKTORY OCHRANY ORGANIZMU (IMUNITY)
Vyššie uvedené zložky nevyčerpávajú celý arzenál humorálnych ochranných faktorov. Hlavné z nich sú špecifické protilátky - imunoglobulíny, ktoré sa tvoria, keď sa do tela dostanú cudzie látky - antigény.
Humorálne faktory, ktoré poskytujú telu odolnosť, zahŕňajú kompliment, lyzozým, interferón, properdín, C-reaktívny proteín, normálne protilátky a baktericíd.
Komplement je komplexný multifunkčný systém proteínov krvného séra, ktorý sa podieľa na reakciách ako opsonizácia, stimulácia fagocytózy, cytolýza, neutralizácia vírusov a indukcia imunitnej odpovede. Je známych 9 frakcií komplementu označovaných C 1 – C 9, ktoré sú v krvnom sére v neaktívnom stave. K aktivácii komplementu dochádza pod vplyvom komplexu antigén-protilátka a začína sa pridaním C11 k tomuto komplexu. To si vyžaduje prítomnosť solí Ca a Mq. Baktericídna aktivita komplementu sa prejavuje od najskorších štádií života plodu, avšak v období novorodenca je aktivita komplementu v porovnaní s inými vekovými obdobiami najnižšia.
Lysozým je enzým zo skupiny glykozidáz. Lysozým prvýkrát opísal Fleting v roku 1922. Vylučuje sa neustále a je detekovaný vo všetkých orgánoch a tkanivách. V tele zvierat sa lyzozým nachádza v krvi, slznej tekutine, slinách, sekrétoch slizníc nosa, žalúdočnej a dvanástnikovej šťave, mlieku a plodovej vode plodov. Leukocyty sú obzvlášť bohaté na lyzozým. Schopnosť lyzozýmu lyzovať mikroorganizmy je extrémne vysoká. Túto vlastnosť nestráca ani pri riedení 1 : 1 000 000. Pôvodne sa verilo, že lyzozým je účinný len proti grampozitívnym mikroorganizmom, no v súčasnosti sa zistilo, že proti gramnegatívnym baktériám pôsobí cytolyticky spolu s komplementom, prenikajúce cez bunkovú stenu ňou poškodenú baktérie k predmetom hydrolýzy.
Properdin (z latinčiny perdere - zničiť) je proteín krvného séra globulínového typu s baktericídnymi vlastnosťami. V prítomnosti komplimentu a iónov horčíka vykazuje baktericídny účinok proti grampozitívnym a gramnegatívnym mikroorganizmom a je tiež schopný inaktivovať chrípkové a herpetické vírusy a je baktericídny proti mnohým patogénnym a oportúnnym mikroorganizmom. Hladina properdinu v krvi zvierat odráža stav ich odolnosti a citlivosti na infekčné choroby. Pokles jeho obsahu bol zistený u ožiarených zvierat, pacientov s tuberkulózou a so streptokokovou infekciou.
C-reaktívny proteín - podobne ako imunoglobulíny, má schopnosť iniciovať reakcie zrážania, aglutinácie, fagocytózy a fixácie komplementu. Okrem toho C-reaktívny proteín zvyšuje mobilitu leukocytov, čo naznačuje jeho účasť na tvorbe nešpecifickej rezistencie tela.
C-reaktívny proteín sa nachádza v krvnom sére pri akútnych zápalových procesoch a môže slúžiť ako indikátor aktivity týchto procesov. Tento proteín nie je detekovaný v normálnom krvnom sére. Neprechádza cez placentu.
Normálne protilátky sú takmer vždy prítomné v krvnom sére a neustále sa podieľajú na nešpecifickej ochrane. Tvoria sa v tele ako normálna zložka séra v dôsledku kontaktu zvieraťa s veľmi veľkým počtom rôznych mikroorganizmov v životnom prostredí alebo s určitými bielkovinami v potrave.
Baktericíd je enzým, ktorý na rozdiel od lyzozýmu pôsobí na vnútrobunkové látky.
Počas celej cesty evolúcie sa človek dostáva do kontaktu s obrovským množstvom patogénnych činiteľov, ktoré ho ohrozujú. Aby sa im odolalo, vytvorili sa dva typy ochranných reakcií: 1) prirodzená alebo nešpecifická rezistencia, 2) špecifické ochranné faktory alebo imunita (z lat.
Immunitas – bez všetkého).
Nešpecifická rezistencia je spôsobená rôznymi faktormi. Najdôležitejšie z nich sú: 1) fyziologické bariéry, 2) bunkové faktory, 3) zápal, 4) humorálne faktory.
Fyziologické bariéry. Možno rozdeliť na vonkajšie a vnútorné bariéry.
Vonkajšie bariéry. Neporušená koža je nepriepustná pre veľkú väčšinu infekčných agens. Neustála deskvamácia horných vrstiev epitelu, sekréty mazových a potných žliaz pomáhajú odstraňovať mikroorganizmy z povrchu kože. Pri poškodení celistvosti kože, napríklad pri popáleninách, sa hlavným problémom stáva infekcia. Okrem toho, že pokožka slúži ako mechanická bariéra pre baktérie, obsahuje množstvo baktericídnych látok (mliečne a mastné kyseliny, lyzozým, enzýmy vylučované potnými a mazovými žľazami). Z jej povrchu preto rýchlo miznú mikroorganizmy, ktoré nie sú súčasťou normálnej mikroflóry kože.
Sliznice tiež poskytujú baktériám mechanickú bariéru, sú však priepustnejšie. Mnohé patogénne mikroorganizmy môžu preniknúť aj do neporušených slizníc.
Hlien vylučovaný stenami vnútorných orgánov pôsobí ako ochranná bariéra, ktorá bráni baktériám „prichytiť sa“ k bunkám epitelu. Mikróby a iné cudzorodé častice zachytené v hliene sa odstraňujú mechanicky – pohybom riasiniek epitelu, kašľom a kýchaním.
Medzi ďalšie mechanické faktory, ktoré pomáhajú chrániť povrch epitelu, patrí splachovací účinok sĺz, slín a moču. Mnohé tekutiny vylučované telom obsahujú baktericídne zložky (kyselinu chlorovodíkovú v žalúdočnej šťave, laktoperoxidázu v materskom mlieku, lyzozým v slznej tekutine, slinách, hlienoch z nosa atď.).
Ochranné funkcie kože a slizníc nie sú obmedzené na nešpecifické mechanizmy. Na povrchu slizníc, v sekrétoch kože, mliečnych a iných žliaz sú prítomné sekrečné imunoglobulíny, ktoré majú baktericídne vlastnosti a aktivujú lokálne fagocytárne bunky. Koža a sliznice sa aktívne podieľajú na antigén-špecifických reakciách získanej imunity. Sú považované za nezávislé zložky imunitného systému.
Jednou z najdôležitejších fyziologických bariér je normálna mikroflóra ľudského tela, ktorá inhibuje rast a reprodukciu mnohých potenciálne patogénnych mikroorganizmov.
Vnútorné bariéry. Medzi vnútorné bariéry patrí systém lymfatických ciev a lymfatických uzlín. Mikroorganizmy a iné cudzorodé častice, ktoré prenikajú do tkaniva, sú fagocytované lokálne alebo sú dodané fagocytmi do lymfatických uzlín alebo iných lymfatických útvarov, kde sa vyvinie zápalový proces zameraný na zničenie patogénu. Ak je lokálna reakcia nedostatočná, proces sa šíri do nasledujúcich regionálnych lymfoidných útvarov, ktoré predstavujú novú bariéru pre penetráciu patogénu.
Existujú funkčné histohematické bariéry, ktoré bránia prenikaniu patogénov z krvi do mozgu, reprodukčného systému a oka.
Membrána každej bunky slúži aj ako bariéra pre prenikanie cudzích častíc a molekúl do nej.
Bunkové faktory. Z bunkových faktorov nešpecifickej ochrany je najdôležitejšia fagocytóza - absorpcia a trávenie cudzorodých častíc vr. a mikroorganizmami. Fagocytózu vykonávajú dve populácie buniek:
I. mikrofágy (polymorfonukleárne neutrofily, bazofily, eozinofily), 2. makrofágy (krvné monocyty, voľné a fixované makrofágy sleziny, lymfatické uzliny, serózne dutiny, Kupfferove bunky pečene, histiocyty).
Vo vzťahu k mikroorganizmom môže byť fagocytóza úplná, keď sú bakteriálne bunky úplne strávené fagocytom, alebo neúplná, čo je charakteristické pre choroby ako meningitída, kvapavka, tuberkulóza, kandidóza atď. V tomto prípade zostávajú patogény životaschopné vo fagocytoch pre dlho a niekedy sa v nich rozmnožujú.
V tele existuje populácia buniek podobných lymfocytom, ktoré majú prirodzenú cytotoxicitu voči „cieľovým“ bunkám. Nazývajú sa prirodzené zabíjačské bunky (NK).
Morfologicky sú NK lymfocyty obsahujúce veľké granuly, nemajú fagocytárnu aktivitu. Medzi ľudskými krvnými lymfocytmi je obsah EC 2–12 %.
Zápal. Keď mikroorganizmus napadne tkanivo, dochádza k zápalovému procesu. Výsledné poškodenie tkanivových buniek vedie k uvoľňovaniu histamínu, ktorý zvyšuje priepustnosť cievnej steny. Zvyšuje sa migrácia makrofágov a dochádza k edému. V zápalovom ohnisku stúpa teplota a vzniká acidóza. To všetko vytvára nepriaznivé podmienky pre baktérie a vírusy.
Humorálne ochranné faktory. Ako naznačuje samotný názov, humorálne ochranné faktory sa nachádzajú v telesných tekutinách (krvné sérum, materské mlieko, slzy, sliny). Patria sem: komplement, lyzozým, beta-lyzíny, proteíny akútnej fázy, interferóny atď.
Komplement je komplexný komplex proteínov krvného séra (9 frakcií), ktoré podobne ako proteíny systému zrážania krvi tvoria kaskádové interakčné systémy.
Systém komplementu má niekoľko biologických funkcií: podporuje fagocytózu, spôsobuje lýzu baktérií atď.
Lysozým (muramidáza) je enzým, ktorý štiepi glykozidické väzby v molekule peptidoglykánu, ktorá je súčasťou bakteriálnej bunkovej steny. Obsah peptidoglykánu v grampozitívnych baktériách je vyšší ako v gramnegatívnych baktériách, preto je lyzozým účinnejší proti grampozitívnym baktériám. Lysozým sa u ľudí nachádza v slznej tekutine, slinách, spúte, nosovom hliene atď.
Beta-lyzíny sa nachádzajú v krvnom sére ľudí a mnohých živočíšnych druhov a ich pôvod je spojený s krvnými doštičkami. Majú škodlivý účinok predovšetkým na grampozitívne baktérie, najmä antrakoidy.
Proteíny akútnej fázy sú všeobecný názov pre niektoré proteíny krvnej plazmy. Ich obsah sa prudko zvyšuje v reakcii na infekciu alebo poškodenie tkaniva. Tieto proteíny zahŕňajú: C-reaktívny proteín, sérový amyloid A, sérový amyloid P, alfa1-antitrypsín, alfa2-makroglobulín, fibrinogén atď.
Ďalšiu skupinu proteínov akútnej fázy tvoria proteíny, ktoré viažu železo – haptoglobín, hemopexín, transferín – a tým zabraňujú množeniu mikroorganizmov, ktoré tento prvok vyžadujú.
Počas infekcie mikrobiálne odpadové produkty (ako sú endotoxíny) stimulujú produkciu interleukínu-1, čo je endogénny pyrogén. Okrem toho interleukín-1 pôsobí na pečeň, zvyšuje sekréciu C-reaktívneho proteínu do takej miery, že jeho koncentrácia v krvnej plazme sa môže zvýšiť 1000-krát. Dôležitou vlastnosťou C-reaktívneho proteínu je schopnosť viazať sa za účasti vápnika na určité mikroorganizmy, čím sa aktivuje systém komplementu a podporuje fagocytóza.
Interferóny (IF) sú proteíny s nízkou molekulovou hmotnosťou produkované bunkami ako odpoveď na prienik vírusov. Potom sa odhalili ich imunoregulačné vlastnosti. Existujú tri typy IF: alfa, beta patriace do prvej triedy a gama interferón patriace do druhej triedy.
Alfa interferón, produkovaný leukocytmi, má antivírusové, protinádorové a antiproliferatívne účinky. Beta-IF, vylučovaný fibroblastmi, má prevažne protinádorové a tiež antivírusové účinky. Gamma-IF, produkt pomocných T buniek a CD8+ T lymfocytov, sa nazýva lymfocytárny alebo imunitný. Má imunomodulačný a slabý antivírusový účinok.
Antivírusový účinok IF je spôsobený schopnosťou aktivovať v bunkách syntézu inhibítorov a enzýmov, ktoré blokujú replikáciu vírusovej DNA a RNA, čo vedie k potlačeniu reprodukcie vírusu. Mechanizmus antiproliferatívneho a protinádorového účinku je podobný. Gamma-IF je multifunkčný imunomodulačný lymfokín, ktorý ovplyvňuje rast, diferenciáciu a aktivitu rôznych typov buniek. Interferóny inhibujú reprodukciu vírusov. Teraz sa zistilo, že interferóny majú tiež antibakteriálnu aktivitu.
Humorné faktory nešpecifickej ochrany sú teda dosť rôznorodé. Pôsobia v tele v kombinácii, pričom majú baktericídny a inhibičný účinok na rôzne mikróby a vírusy.
Všetky tieto ochranné faktory sú nešpecifické, pretože neexistuje žiadna špecifická odpoveď na prenikanie patogénnych mikroorganizmov.
Špecifické alebo imunitné obranné faktory sú komplexným súborom reakcií, ktoré udržujú stálosť vnútorného prostredia organizmu.
Podľa moderných konceptov možno imunitu definovať „ako spôsob ochrany tela pred živými telami a látkami, ktoré nesú znaky geneticky cudzej informácie“ (R.V. Petrov).
Pojem „živé telá a látky nesúce znaky geneticky cudzej informácie“ alebo antigény môžu zahŕňať proteíny, polysacharidy, ich komplexy s lipidmi a prípravky nukleových kyselín s vysokým obsahom polymérov. Z týchto látok pozostáva všetko živé, teda živočíšne bunky, prvky tkanív a orgánov, biologické tekutiny (krv, krvné sérum), mikroorganizmy (baktérie, prvoky, huby, vírusy), exo- a endotoxíny baktérií, helmintov, rakovinové bunky a atď.
Imunologickú funkciu vykonáva špecializovaný systém buniek tkanív a orgánov. Ide o rovnaký nezávislý systém ako napríklad tráviaci alebo kardiovaskulárny systém. Imunitný systém je súbor všetkých lymfoidných orgánov a buniek tela.
Imunitný systém pozostáva z centrálnych a periférnych orgánov. Medzi centrálne orgány patrí týmus (brzlík alebo týmus), Fabriciova burza u vtákov, kostná dreň a možno aj Peyerove škvrny.
Periférne lymfoidné orgány zahŕňajú lymfatické uzliny, slezinu, slepé črevo, mandle a krv.
Ústrednou postavou imunitného systému je lymfocyt, nazývaný aj imunokompetentná bunka.
U ľudí sa imunitný systém skladá z dvoch častí, ktoré navzájom spolupracujú: T systém a B systém. T-systém vykonáva bunkovú imunitnú odpoveď s akumuláciou senzibilizovaných lymfocytov. B systém je zodpovedný za tvorbu protilátok, t.j. za humornú odpoveď. U cicavcov a ľudí sa nenašiel žiadny orgán, ktorý by bol funkčným analógom Fabriciovej burzy u vtákov.
Predpokladá sa, že túto úlohu zohráva súbor Peyerových náplastí tenkého čreva. Ak sa nepotvrdí predpoklad, že Peyerove pláty sú analógom Fabriciovej burzy, potom sa tieto lymfoidné útvary budú musieť klasifikovať ako periférne lymfoidné orgány.
Je možné, že u cicavcov vôbec neexistuje analógia Fabriciovej burzy a túto úlohu zohráva kostná dreň, ktorá zásobuje kmeňové bunky pre všetky hematopoetické zárodky. Kmeňové bunky opúšťajú kostnú dreň do krvného obehu, vstupujú do týmusu a iných lymfatických orgánov, kde sa diferencujú.
Bunky imunitného systému (imunocyty) možno rozdeliť do troch skupín:
1) Imunokompetentné bunky schopné špecifickej odpovede na pôsobenie cudzích antigénov. Túto vlastnosť majú výlučne lymfocyty, ktoré majú spočiatku receptory pre akýkoľvek antigén.
2) Bunky prezentujúce antigén (APC) – schopné diferencovať vlastné a cudzie antigény a prezentovať ich imunokompetentným bunkám.
3) Bunky antigénne nešpecifickej obrany, ktoré majú schopnosť rozlíšiť vlastné antigény od cudzích (predovšetkým od mikroorganizmov) a ničiť cudzie antigény pomocou fagocytózy alebo cytotoxických účinkov.
1.Imunokompetentné bunky
Lymfocyty. Prekurzor lymfocytov, podobne ako iné bunky imunitného systému, je pluripotentná kmeňová bunka kostnej drene. Pri diferenciácii kmeňových buniek vznikajú dve hlavné skupiny lymfocytov: T- a B-lymfocyty.
Morfologicky je lymfocyt guľovitá bunka s veľkým jadrom a úzkou vrstvou bazofilnej cytoplazmy. Počas procesu diferenciácie sa tvoria veľké, stredné a malé lymfocyty. V lymfe a periférnej krvi prevládajú najzrelšie malé lymfocyty, schopné améboidných pohybov. Neustále recirkulujú v krvnom obehu a hromadia sa v lymfoidných tkanivách, kde sa zúčastňujú imunologických reakcií.
T a B lymfocyty nie sú rozlíšené svetelnou mikroskopiou, ale sú od seba jasne odlíšené svojou povrchovou štruktúrou a funkčnou aktivitou. B lymfocyty uskutočňujú humorálnu imunitnú odpoveď, T lymfocyty vykonávajú bunkovú imunitnú odpoveď a tiež sa podieľajú na regulácii oboch foriem imunitnej odpovede.
T lymfocyty dozrievajú a diferencujú sa v týmuse. Tvoria asi 80 % všetkých krvných lymfocytov, lymfatických uzlín a nachádzajú sa vo všetkých tkanivách tela.
Všetky T lymfocyty majú povrchové antigény CD2 a CD3. Adhézne molekuly CD2 sprostredkovávajú kontakt medzi T lymfocytmi a inými bunkami. Molekuly CD3 sú súčasťou lymfocytových receptorov pre antigény. Na povrchu každého T lymfocytu je niekoľko stoviek týchto molekúl.
T-lymfocyty zrejúce v týmuse sa diferencujú na dve populácie, ktorých markermi sú povrchové antigény CD4 a CD8.
CD4 tvoria viac ako polovicu všetkých krvných lymfocytov, majú schopnosť stimulovať ostatné bunky imunitného systému (odtiaľ pochádza ich názov – T-helpers – z anglického Help – help).
Imunologické funkcie CD4+ lymfocytov začínajú prezentáciou antigénu bunkami prezentujúcimi antigén (APC). Receptory CD4+ buniek vnímajú antigén iba vtedy, ak je vlastný antigén bunky (antigén hlavného histokompatibilného komplexu triedy 2) súčasne na povrchu APC. Toto „dvojité uznanie“ slúži ako dodatočná záruka proti vzniku autoimunitného procesu.
Thx po expozícii antigénu proliferujú do dvoch subpopulácií: Th1 a Th2.
Th1 sa primárne podieľajú na bunkových imunitných odpovediach a zápaloch. Th2 prispieva k tvorbe humorálnej imunity. Počas proliferácie Th1 a Th2 sa niektoré z nich menia na imunologické pamäťové bunky.
CD8+ lymfocyty sú hlavným typom buniek, ktoré majú cytotoxický účinok. Tvoria 22–24 % všetkých krvných lymfocytov; ich pomer s CD4+ bunkami je 1:1,9 – 1:2,4. Receptory rozpoznávajúce antigén CD8+ lymfocytov vnímajú antigén z prezentujúcej bunky v kombinácii s antigénom MHC 1. triedy. Antigény MHC triedy 2 sa nachádzajú iba na APC, zatiaľ čo antigény triedy 1 sa nachádzajú takmer na všetkých bunkách; CD8+ lymfocyty môžu interagovať s akýmikoľvek bunkami v tele. Keďže hlavnou funkciou CD8+ buniek je cytotoxicita, hrajú vedúcu úlohu v antivírusovej, protinádorovej a transplantačnej imunite.
CD8+ lymfocyty môžu hrať úlohu supresorových buniek, no nedávno sa zistilo, že mnohé typy buniek dokážu potlačiť aktivitu buniek imunitného systému, takže CD8+ bunky sa už nenazývajú supresory.
Cytotoxický účinok CD8+ lymfocytov začína nadviazaním kontaktu s „cieľovou“ bunkou a vstupom cytolyzínových proteínov (perforínov) do bunkovej membrány. V dôsledku toho sa v membráne „cieľovej“ bunky objavia otvory s priemerom 5–16 nm, cez ktoré prenikajú enzýmy (granzýmy). Granzýmy a ďalšie enzýmy lymfocytov zasiahnu „cieľovú“ bunku smrteľnú ranu, ktorá vedie k bunkovej smrti v dôsledku prudkého zvýšenia intracelulárnej hladiny Ca2+, aktivácie endonukleáz a deštrukcie bunkovej DNA. Lymfocyt si potom zachováva schopnosť útočiť na iné „cieľové“ bunky.
Prirodzené zabíjačské bunky (NK) sú svojim pôvodom a funkčnou aktivitou blízke cytotoxickým lymfocytom, nevstupujú však do týmusu a nepodliehajú diferenciácii a selekcii a nezúčastňujú sa špecifických reakcií získanej imunity.
B lymfocyty tvoria 10–15 % krvných lymfocytov, 20–25 % buniek lymfatických uzlín. Zabezpečujú tvorbu protilátok a podieľajú sa na prezentácii antigénu T lymfocytom.
