Неспецифические механизмы защиты. Неспецифические механизмы защиты обеспечиваются комплексом клеточных и гуморальных неспецифических факторов

Лизоцим.

Является ферментом, который, действуя на мембраны микроорганизмов, способен катализировать гидролиз β-1,4-связей N-нейраминовой кислоты, входящей в состав гликопротеинов.

Фермент встречается во всех биологических жидкостях организма, особо высока его активность в слюне и слезной жидкости.

Интерфероны.

Система интерферона (ИФН) - важнейший фактор не­специфической защиты организма человека.

Различают интерфероны I типа: α-интерферон, β-интерферон, и интерферон II типа γ-интерферон.

α-интерферон синтезируется лейкоцитами перифериче­ской крови и макрофагами, а β-интерферон - фибробластами, а также NK-клетками.

Эффекты α- и β-интерферонов не имеют специфичности.

γ-интерферон (иммунный интерферон) является про­дуктом стимуляции Т-лимфоцитов и не относится к системе врожденного иммунитета, а участвует в формировании при­обретенного иммунитета.

Кроме того, при развитии иммунного ответа на действие чужеродного антигена Т- и В-лимфоциты продуцируют альфа- и бета-интерферон.

Интерфероны обладают рядом биологических эффектов:

- противовирусным;

- антипролиферативным (противоопухлевым);

- антибактериальным.

С-реактивный белок.

Связывается с поверхностью антигенов. Выступает мар­кером для системы комплимента и фагоцитов (опсонизация).

^ 2. Система комплимента: система белков, разру­шающая целостность мембран клеток.

Система комплимента выполняет ряд функций:

- опсонизацию антигенов (маркировку антигенов);

- активацию макрофагов, базофилов;

- цитотоксическую (литическую).

Это семейство более 20 протеаз, образуют два сходных ферментных каскада, которые активируются:

• «классическим» путем, иммуноглобулинами (IgG, IgM). При этом активируются все 9 компонентов (С1-С9) системы комплимента. В естественных спон­танной активации С 1 препятствует С1-ингибитор;

• «альтернативным» путем, за счет характерных по­лисахаридов мембран микроорганизмов, которые активируют компонент СЗ, взаимодействующий с ком­понентами В и D при участии компонента Р.

На конечном этапе классического и альтернативного путей активации системы комплимента образуется атакую­щий мембрану комплекс или мембранноповреждающий комплекс (С5-С9).

За счет компонента С5 комплекс прикрепляется (адге­зия) к мембране клетки-мишени (поверхности микробов, клетками, инфицированными вирусами).

^ Литическая (растворяющая) часть комплекса С6-С9 (активированные протеазы) вызывает появление в мембранах каналов. Это приводит к осмотическому разрушению мем­браны биологического объекта, а значит и самого объекта.

Связываясь с антигеном, отдельных компонентов сис­темы комплимента является маркером для фагоцитов (опсонизация), которая ускоряет процессы фагоцитоза антигена.

Продукты расщепления некоторых компонентов систе­мы комплимента:

1) выступают как хемотаксические факторы;

2) индуцируют адгезию нейтрофилов у эндотелия, что создает необходимые условия для их выхода из кро­ви в ткань;

3) активируют образование в нейтрофилах реактивных метаболитов кислорода (перекись водорода, пероксиданионы, гидроксилрадикалы);

4) активируют секреторную функцию нейтрофилов;

5) вызывают дегрануляцию базофилов, освобождение гистамина;

6) участвуют в опсонизации антигенов;

7) играют важную роль в формировании специфиче­ской иммунной реакции.

3. Гранулоциты.

К ним принадлежат все гранулоциты: полиморфно-ядерные нейтрофилы, эозинофилы, базофилы (тучные клетки, таким термином обозначают клетки, перешедшие в ткань).

^ 4. Клетки макрофагально-моноцитарной системы. Моноциты, тканевые макрофаги, альвеолярные, перитониальные макрофаги, остеокласты, дендритные клетки и др.

Важнейшей функцией полиморфно-ядерных нейтрофи­лов и клеток макрофагально-моноцитарной системы является фагоцитоз.

Активаторами неспецифического (конституционально­го) фагоцитоза могут выступать бактериальные продукты, компоненты системы комплимента, многие цитокины, гистамин и др.

^ Неспецифический фагоцитоз

Процесс поглощения фагоцитами микроорганизмов, других клеток, некротизированных фрагментов тканей, чуже­родных частиц. Если в фагоцитах происходит полное или неполное внутриклеточное переваривание объекта, то процесс обозначается терминами: завершенный фагоцитоз или неза­вершенный фагоцитоз.

В процессе фагоцитоза фагоциты выполняют не только защитные (поглощение, переваривание), но и дренажные функции (удаление поврежденных структур).

^ Фазы фагоцитоза

1. Хемотаксис.

Миграция клеток крови в ткань происходит за счет хе­мотаксиса, т.е. передвижения клеток, осуществляющих фаго­цитоз по направлению места действия.

Факторами, определяющими вектор передвижения этих клеток, выступают хемотаксически активные вещества. К ним относятся некоторые из простагландинов и лейкотриенов, ряд компонентов системы комплимента, а также специ­альная группа веществ, называемая хемокинами: лимфотак-тин, выделяемый NK-клетками, моноцитарныс хемоаттрактные белки, эотаксины, интерлейкин-8, выделяемый нейтрофилами, всего более 30 веществ.

Важную роль в развитии этого процесса играет гистамин, который существенно увеличивает адгезивность эндоте­лия в месте действия.

На поверхности эндотелия появляются дополнительные адгезивные молекулы (Р-селектины, L-селектины, FAT, Ig-подобные белки), на которых адгезируются (прилипают) нейтрофилы.

Фиксация нейтрофилов адгезивными молекулами на по­верхности эндотелия приводит к их активации, которая прояв­ляется в увеличении на поверхности нейтрофилов сильно ад­гезивных белков р₂-интегринов, которые до активации нахо­дились в специальных везикулах в нейтрофиле. Эти процессы значительно усиливают процессы адгезии нейтрофилов.

Повышение адгезивности эндотелия по отношению к нейтрофилам сопровождается существенной мобилизацией нейтрофилов, создает необходимые условия для выхода ней­трофилов из кровеносного русла в ткани.

Параллельно для отдельных нейтрофилов происходит ослабление процессов адгезии за счет интернализации (по­гружения в клетку) Р-селектинов и «слущиванию» (потере селективных доменов клетками эндотелия) L-селектинов.

В ряде случаев (при специфическом фагоцитозе) гистамин, взаимодействуя с Н₁ гистаминовыми рецепторами, ак­тивирует фосфолипазу Сβ, которая в свою очередь катализи­рует ДИД₂ с образованием ИФ₃ и ДАГ.

ИФ₃ активирует кальциевые каналы цитоплазматической мембраны и мембраны эндоплазматического ретикулума, что приводит к увеличению кальция в цитозоле сосуди­стого эндотелия.

Увеличение в цитозоле ионов кальция сопровождается существенными изменениями в клетках эндотелия: изменяет­ся форма клеток, уменьшается их поперечный размер, кроме того, увеличивается вертикальный размер, такое изменение объема связано с влиянием кальция на внутриклеточные со­кратительные элементы и цитоскелет.

В результате таких изменений увеличивается размер межклеточных щелей в сосудистом эндотелии (таким обра­зом гистамин увеличивает проницаемость микрососудов для воды при различных физиологических реакциях).

Кальций опосредованно активирует образование в эн­дотелии простациклина (PG-I₂) и NO (оксида азота), которые, проникая в гладкомышечные клетки кровеносных микросо­судов, вызывают их расслабление. Это приводит к расшире­нию кровеносных сосудов, что также сопровождается увели­чением межклеточных щелей в эндотелии.

Наличие увеличенных межклеточных щелей в сосуди­стом эндотелии и снижении адгезии с эпителиоцитами позво­ляет погрузиться в них псевдоподиям нейтрофила, которые, выделяя протеазы, осуществляют локальный протеолиз ба-зальной мембраны. Эти процессы позволяют нейтрофилу выйти в межклеточное пространство ткани, достигнуть за счет хемотаксиса места действия и превратиться в фагоцит.

^ 2. Прикрепление чужеродного объекта к фагоциту.

За счет адгезивных белков фагоцита и микроорганизмов возникает прикрепление объекта к фагоциту. Быстрее про­цесс прилипания идет, если предварительно произошла опсонизация антигена компонентом СЗ системы комплимента или антителами, так как мембраны фагоцитов имеют соответст­вующие мембранные рецепторы (F_c, C3_b), которые опознают объект как чужой.

3. Поглощение.

После связывания объекта фагоцит за счет псевдоподии окружает объект, и он как бы погружается в цитозоль в виде образовавшейся фагосомы.

4. Лизис.

Фагосома сливается с лизосомой, образуя фаголизосому. Лизосомальные ферменты активны только в кислой среде.

В лизосоме имеются протеазы, пептидазы, оксидазы, нуклеазы, липазы, способные разрушать оболочки микробов

Кроме того, фагоциты продуцируют реактивные мета­болиты кислорода (перекись водорода, пероксидаиионы, гид-роксилрадикалы).

Перечисленные выше факторы повреждают мембраны бактерий и тем самым обеспечивают оптимальные условия Для действия лизосомальных ферментов. В фаголизосоме происходит лизис чужеродных объектов.

Если объект велик для фагоцитоза (паразиты), то в дей­ствие вступают эозинофилы и базофилы. Эозинофилы спо­собны образовывать цитотоксический белок дефенсин, который способен вызывать в мембране объектов образование дополнительных ионных каналов, которые нарушают ионную асимметрию и, как следствие, осмотический «шок» и гибель объекта.

Базофилы (тучные клетки в тканях) выделяют хемотаксические факторы для эозинофилов. Эти хемотаксические факторы стимулируют выход эозинофилов из кровеносного русла в место действия, а также при дегрануляции выделяют гистамин, который, как было сказано выше, существенно из­меняет проницаемость сосудистой стенки для жидкости.

^ Секреторная функция гранулоцитов и клеток макро-фагально-моноцитарной системы.

Нейтрофилы секретируют цитотоксические факторы, ферменты, активирующие биологически активные системы (калликреин-кининовая, свертывающая и др.), БАВ, активи­рующие предшественники медиаторов воспаления.

Эозинофилы выделяют цитотоксический белок - дефенсин, лейкотриен С4, гистаминазу.

Они могут продуцировать реактивные метаболиты ки­слорода (перекись водорода, пероксиданионы, гидроксилрадикалы), которые способны разрушать оболочку паразитов.

Базофилы выделяют гистамин, факторы хемотаксиса нейтрофилов и эозинофилов, анафилаксии.

Макрофаги способны секретировать большое количество цитокинов (факторы пролиферации и дифференцировки -ГМКСФ и др., различные цитотоксические факторы - ФНО и пр., интерлейкин-1 и др.).

Они выделяют ферменты, компоненты системы ком­плимента, ингибиторы протеаз, реактогенные метаболиты кислорода, факторы хемотаксиса для нейтрофилов, простагландины, лейкотриены.

^ Мембранные рецепторы.

Макрофаги имеет рецепторы к Fc-фрагменту иммуног­лобулинов классов А, М, Е, подкласса G (Fc-гамма-R₁, Fc-гамма-R₃), а также рецепторы (CR₁) к компонентам системы комплимента.

Моноцит (макрофаг) имеет на своей поверхности CD64, который является маркером данной клетки.

Нейтрофилы имеют рецепторы (Fc-гамма-R₂, Fc-гамма-R3) к Fc-фрагменту иммуноглобулинов G. Это обеспечивает их участие в антителозависимых цитотоксических реакциях и CR₁ и CR3 к компонентам комплимента.

Эозинофилы имеют рецепторы к Fc-фрагменту имму­ноглобулинов Е и G, а также рецепторы CR₁ к активирован­ному СЗ. Взаимодействие с последним активирует в клетке образование реактивных метаболитов кислорода (перекись водорода, пероксиданионы, гидроксилрадикалы).

Базофилы имеет высокоактивные рецепторы к Fc-фраг­менту иммуноглобулинов.

^ Естественные киллеры.

К ним относятся NK-клетки. Это большие зернистые лимфоциты. Они элиминируют опухолевые и инфицирован­ные клетки.

Они не имеют основных маркеров лимфоцитов (поэто­му их называют нулевыми лимфоцитами). Способны экспрессировать CD2, CD56, CD 16 антигена (рецептор Fc-фрагментов антител).

У них на мембране отсутствует Т-антигенраспознающий рецептор.

NK-клетки способны за счет специального киллинграспознающего мембранного рецептора (КАР) самостоятельно распознать «свое-чужое», фиксировать объект за счет адге­зивных белков (Ig-подобных белков, β₂-интегринов) и унич­тожить клетку за счет индукции в ее мембрану при непосред­ственном контакте специального белка - перфорина.

Неуправляемый канал, образованный этим белком, за­полняется межклеточной жидкостью. Мембрана утрачивает свою избирательную проницаемость для веществ, прежде всего ионов, утрачивается ионная асимметрия, развивается явление, получившее название «осмотический шок».

Это в конце концов вызывает гибель данных биологиче­ских объектов.

Кроме того, существуют просто киллерные клетки (К-клетки), которые способны осуществлять антителозависимый киллинг и ЛАК-клетки, проедставляющие собой лейкоциты, активированные интерлейкином-2.

NK-клетки и К-клетки способны осуществлять киллинг без предварительной активации (сенсибилизации).

^ Естественные («антигеннезависимые», «неспецифи­ческие» антитела).

Естественные антигены составляют до 7% от общего количества иммуноглобулинов.

Эти антитела низкоспецифичны и способны перекрест­но реагировать с широким спектром антигенов.

Вызывают склеивание микробов с последующим их разрушением в присутствии системы комплимента.

Стимулируют фагоцитарные реакции за счет опсонизции антигенов:

Особенности врожденного (естественного) иммунитета

1. Отсутствие специфичности врожденной ответной реакции.

2. Участие в ответной реакции всех факторов врож­денного иммунитета.

3. Стереотипность реализации всех факторов врожден­ного иммунитета.

4. Отсутствие специфики реагирования на разные ан­тигены.

5. Неспособность механизмов врожденного иммуните­та изменяться в соответствии с особенностями кон­кретных антигенов.

6. По завершении ответа не остается иммунологиче­ской памяти.

^ Главный комплекс гистосовместимости

В него входят антигенпредставляющие молекулы глав­ного комплекса гистосовместимости (HLA I, HLA II) и мо­лекула CD1 (а, b, с, d, e).

Молекулы HLA разделяются на классы: HLA I (А, В, С, Е, F, G) и HLAII (DR, DP, DQ).

^ HLAI.

Экспрессированы на всех клетках и позволяют распо­знать в организме аутологичность клеток.

HLA II.

Имеются только у клеток иммунной системы: В- и Т-лимфоцитах, макрофагах и др.

^ Главный комплекс гистосовместимости I (ГКС-1).

Экспрессированы на всех клетках и позволяют распо­знать в организме аутологичность клеток.

Его основу составляют антигены HLA I и белки - шапероны.

Молекула HLA I состоит из α-цепи, в которой имеются три домена, и β₂-микроглобулина.

К шаперонам относятся кальнесин, кальретикулин, тапазин, Ii-цепь и др.

Домены α₁ и α₂ α-цепи формируют желобок для загрузки распознаваемого антигена (или его пептидных фрагментов).

Шапероны ответственны за правильность укладки рас­познаваемого антигена (или его пептидных фрагментов).

^ Главный комплекс гистосовместимости II (ГКС-II).

ГКС-II имеется только у клеток иммунной системы: В-и Т-лимфоцитах, макрофагах и др.

Его основу составляют антигены HLA II и белки - шапероны.

Молекула HLA II состоит из двух димеров α и β, кото­рые формируют желобок для загрузки распознаваемого анти­гена (или его пептидных фрагментов).

Шапероны ответственны за правильность укладки рас­познаваемого антигена (или его пептидных фрагментов).

Гены HLA находятся в шестой хромосоме. Около 180 генов с более чем 500 аллелями кодируют синтез молекул HLA I, более 20 генов и 300 аллелей кодируют синтез HLA II.

Наличие такого числа аллелей позволяет каждому чело­веку иметь свой специфический комплекс гистосовместимо­сти класса I и II (фенотип).

Наличие специфического комплекса гистосовместимо­сти обеспечивает возможность контроля за собственными и чужеродными антигенами по принципу «свой»-«чужой».

Кроме того, антигенпрезентующие клетки имеют на мембране CD1 молекулы, которые, по аналогии с HLA I, со­стоят из из α-цепи и β₂-микроглобулина, которые обеспечи­вают укладку небелковых антигенов (фосфолипидов, липополисахаридов) и их презентацию.

Распознавание антигена.

Т-лимфоциты не способны непосредственно взаимодей­ствовать и распознать чужеродный антиген. Способностью презентовать (представлять) Т-лимфоцит чужеродный анти­ген обладают дендритные клетки, макрофаги, В-лимфоциты.

^ Антигенпрезентующие клетки.

К ним относятся дендритные клетки 1 и 2 типов, макро­фаги, В-лимфоциты.

Антигенпрезентующие клетки способны осуществить:

- захват чужеродного антигена;

- переработку чужеродного антигена (процессинг-осуществляется путем расщепления ферментатив­ным путем чужеродного антигена на экзогенные пептиды, имеющие антигенную детерминанту);

- формирование комплексов, наколовшихся экзоген­ных пептидов, с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости I и II;

- транспортировку образовавшихся комплексов на по­верхность антигенпрезентующих клеток;

- доставку комплексов в периферические органы им­мунной системы;

- презентацию комплексов Т-лимфоцитам;

- взаимодействие комплексов с Т-антигенраспозна-ющим рецептором.

Причем Т-хелперы могут распознать экзогенные пепти­ды чужеродного антигена, если они образуют комплекс с мо­лекулами гистосовместимости класса II. Т-киллеры распо­знают их, если они образовали комплекс с молекулами гисто­совместимости класса I.

Стабилизация отношений Т-лимфоцитов с антигенпрезентующими клетками осуществляется за счет костимулирующих сигналов, которые возникают при взаимодействии адгезивных белков мембран: LFA-1 у Т-лимфоцитов и ICAM-1 у антигенпрезентующих клеток, а также образования дру­гих пар костимулирующих молекул CD28-CD80, CD40-CD40, CD86-CD154 соответственно.

При отсутствии этих контактов может наступить анер­гия Т-лимфоцитов или их апоптоз.

Т-супрессоры.

Наличие специальных клеток, Т-супрессоров, которые способны подавлять образование антител, ставится под со­мнение.

По-видимому, супрессорную (подавляющую) функцию способны выполнять и CD8, и CD4 лимфоциты.

Имеются сведения, что существуют специальные Т-клетки, которые выполняют только регуляторную функцию (Т-регуляторы 1 типа), однако в настоящее время их функцио­нальное назначение только начинает изучаться.

^ Т-клетки иммунной памяти.

Часть клона Т-клеток остается после первичного им­мунного ответа, она длительно сохраняет информацию о дей­ствовавшем антигене.

При повторном попадании антигена формируют вторичный иммунный ответ. Существуют CD4 и CD8 клетки иммунной памяти, обеспечивающие длительное хранение информации о действовавшем антигене.

46. Эритроциты…

Эритроциты - красные кровяные тельца. Имеют форму двояковогнутого диска.

Функции эритроцитов:

1. Дыхательная - транспорт кислорода и участие в транспорте углекислого газа.

2. Адсорбция и транспорт питательных веществ.

3. Адсорбция и транспорт токсинов.

4. Регуляция ионного состава плазмы крови.

5. Формирует реологические характеристики крови/вязкость и т.д./

Эритрон

Эритрон - часть системы крови, обеспечивающая поддержание постоянства количества эритроцитов. В эритрон входят:

а) эритороидный ряд красного косного мозга

б) ретикулоциты и эритроциты

в) органы разрушения эритроцитов

г) продукты распада эритроцитов

д) Эритропоэтины /вырабатываются почками, печенью, а также продукты распада эритроцитов/

Эритрокинетика

Эритрокинетика - это процессы, направленные на образование и разрушение эритроцитов. Продолжительность жизни эритроцитов - 120 дней.

Регуляция эритрокинетики осуществляется преимущественно гуморальным путем. Стимуляторы образования и созревания эритроцитов (эритропоэза) - эритропоэтины (специфический стимулятор), глюкокортикоиды. Противоположным действием на эритропоэз влияют женские половые гормоны - эстрогены.

^ Клинико-физиологическая оценка эритроцитов

Количество эритроцитов: у мужчин 4,5-5,0 млн. в 1 мм³, 4,5-5,0*10¹²/л; у женщин 4,0-4,5 млн. в 1 мм³,4,0-4,5*10¹²/л.

Эритроцитоз - увеличение содержания эритроцитов. Эритропения – снижение содержания эритроцитов, это состояние может еще обозначатся термином "анемия". Возможны истинные и ложные изменения количества эритроцитов. Истинные - изменения во всем организме. Ложные - изменения за счет изменения объема плазмы крови.

^ Размеры эритроцитов:

6-8 микрон - нормоцит; менее 6 микрон - микроцит; 8-10 микрон - макроцит; более 10 микрон - мегалоцит.

Гемоглобин

Кровянной пигмент/дающий окраску/, хромопротеид/класс окрашенных белков/. Молекулярная масса 68000. Состоит из 4 гемов/4 пирольных конца и 2 атома Fe/ и 1 молекулы глобина

Виды гемоглобина:

1. Гемоглобин А (Нв А) - гамоглобин взрослого

2. Гемоглобин F (фетальный, Нв F) - гемоглобин плода, заменяется в течении первого года на Нв А.

3. Гемоглобин Р (примитивный, Нв Р) - обнаруживается в первые месяцы эмбриональной жизни.

4. Патологические виды гемоглобина, например - (Нв S). Нв S наблюдается при серповидной анемии.

Функции гемоглобина:

1. Транспорт дыхательных газов. В основном это транспорт кислорода. Углекислый газ транспортируется с Нв очень незначительная часть.

2. Гемоглобин принимает участие в поддержании рН на постоянном уровне - буферная система гемоглобина.

Соединения гемоглобина:

1. Оксигемоглобин - соединение Нв с кислородом.

2. Карбогемоглобин - соединение Нв с углекислым газом (СО₂).

3. Карбоксигемоголобин - соединение Нв с угарным газом (СО).