ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Микробиологии, эпидемиологии и инфекционных болезней»

Дисциплина : Медицинская микробиология

Лекция

Тема лекции : ВВЕДЕНИЕ В ИММУНОЛОГИЮ. ВИДЫ ИММУНИТЕТА. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЗАЩИТЫ

Цель:

Познакомиться с видами и формами иммунитета, изучить неспецифические факторы защиты организма.

План:

Вопросы для повторения:

1. Охарактеризуйте этапы развития иммунологии.
2. Какие формы и виды иммунитета Вы знаете?
3. Какие неспецифические факторы защиты организма Вы знаете?
4. Охарактеризуйте систему комплемента.

Литература для подготовки:

Воробьёв А.А., Быков А.С., Пашков Е.П., Рыбакова A . M . Микробиология (Учебник).- М: Медицина, 1998.

Медицинская микробиология (Справочник) под ред. В.И.Покровского, Д.К.Поздеева. - М: ГОЭТАР, «Медицина», 1999.

Микробиология с вирусологией и иммунологией / Под ред.Л.Б.Борисова, А.М.Смирновой.-М., 1994

Микробиология и иммунология / Под ред.А.А.Воробьева.- М., 1999

Руководство к лабораторным занятиям по микробиологии / Под ред. Л.Б.Борисова.- М., 1984.

Вирусология. В 3-х тт./ Под ред.Б.Филсца, Д.Найпа.- М, 1989.

Месровяну Л., Пунеску Э. Физиология бактерий.- Бухарест: Изд-во Академии наук РПРД960.

Вирусные, хламидийные и микоплазменные заболевания. В.И.Козлова и др.- М.: «Авиценна», 1995.

Лектор Митрофанова Н.Н.

1. Истории развития иммунологии

Иммунология (от лат. immunity — невосприимчивость, неприкосновенность, logos — наука) — наука, изучающая способы и механизмы защиты организма от генетически чужеродных веществ с целью поддержания гомеостаза.

В случае нарушения гомеостаза развиваются инфекционные болезни, аутоиммунные реакции, онкологические процессы.

Основная функция иммунной системы - распознавание и уничтожение чуждых, проникших извне или образовавшихся в самом организме генетически измененных клеток.

Развитие иммунологии, как науки, можно разделить на три этапа.

1. Первый этап (протоиммунология) связан с эмпирическим развитием инфекционной иммунологии

2. Второй этап - завершение формирования классической иммунологии, распространением основных положений иммунитета на неинфекционные процессы (трансплантационный и противоопухолевый иммунитет) и созданием единой общебиологической теории иммунитета.

3. Третий этап – молекулярно-генетический - (с середины 20 века) развитие молекулярной и клеточной иммунологии, иммуногенетики.

Истоки учения об иммунитете восходят к глубокой древности и связаны с наблюдениями того, что многие, прежде всего детские, болезни, такие как корь, ветряная оспа, паротит и др., не повторяются. В этот период для создания невосприимчивости стали использовать методы вариоляции. После внедрения английским сельским врачом Э. Дженнером нового способа предохранения от натуральной оспы появился метод вакцинации. Э. Дженнера иногда называют «прародителем» иммунологии.

Однако, получив вакцину для защиты от оспы, он не сформулировал общих принципов создания невосприимчивости против любых других инфекций.

Развитие иммунологии началось с работ выдающегося французского ученого Л. Пастера (1881). Он и его ученики нашли методы ослабления (аттенуации) вирулентных свойств микроорганизмов, создали с их помощью вакцины и объяснили механизм формирования иммунитета при введении вакцин. И. И. Мечников (1882) обнаружил феномен фагоцитоза и сформулировал клеточную (фагоцитарную) теорию иммунитета. В это же время французские исследователи Э. Ру и А. Йерсен (1888) установили способность возбудителя дифтерии выделять особый токсин, для нейтрализации которого немецкий ученый Э. Беринг и японский исследователь С. Китазато (1890) разработали способ получения противодифтерийной антитоксической иммунной сыворотки. В России такая сыворотка была приготовлена Г. Н. Габричевским (1894). Были получены антитоксические сыворотки для лечения ботулизма, газовой анаэробной инфекции и др. Возникла гуморальная теория иммунитета, основоположником которой был немецкий исследователь П. Эрлих.

Начался период активной специфической профилактики инфекционных болезней. Были получены новые вакцины из ослабленных живых микроорганизмов для профилактики туберкулеза (1919), чумы (1931), желтой лихорадки (1936), туляремии (1939), полиомиелита (1954) и др. Был разработан метод приготовления анатоксинов, которые использовали для профилактики дифтерии и столбняка. Были внедрены новые методы диагностики инфекционных болезней, основанные на взаимодействии антигена — антитела.

В 40-х годах XX столетия стало развиваться новое направление в иммунологии, связанное с пересадками органов и тканей. Оно получило название трансплантационного иммунитета. Начало его изучению положили работы Ж. Борде и Н. Я. Чистовича (коллеги И. И. Мечникова), которые установили, что чужеродные эритроциты и сыворотки стимулируют выработку антител. К. Ландштейнер (1900) обнаружил группы крови и разработал учение о тканевых изоантигенах.

Английский ученый П. Медовар (1945) выдвинул постулат о том, что иммунитет защищает не только от микроорганизмов, но и от клеток или тканей генетически чужеродного организма. Было четко сформулировано, что процесс отторжения трансплантированных чужеродных тканей обусловлен иммунологическими механизмами. Возникли новые представления о злокачественных новообразованиях, специфических опухолевых антигенах [Зильбер Л.А., 1944], противоопухолевом иммунитете, новых методах лечения опухолей и аллергий.

П. Медовар и соавт. (1953) и чешский исследователь М. Гашек (1960), изучая трансплантационный иммунитет, независимо друг от друга открыли явление иммунологической толерантности как проявление терпимости к чужеродному, генетически отличному от «своего». Австралийский ученый Ф.М. Бернет с коллегами (1949) установил, что толерантность можно вызвать искусственно путем введения чужеродного антигена животному до рождения. За это учение П. Медовару и М. Бернету было присвоено звание лауреатов Нобелевской премии.

Закономерности наследования антигенной специфичности, генетический контроль иммунного ответа, генетические аспекты несовместимости тканей при пересадках и проблемы гомеостаза соматических клеток макроорганизма изучает новая отрасль иммунологии — иммуногенетика.

Развитие иммунологии продолжается, и на современном этапе изучена организация иммунной системы, выявлены роль тимуса в формировании клеточных популяций (Т- и В-лимфоцитов), механизмы их функционирования, кооперативные взаимоотношения между основными клетками иммунной системы, установлена структура антител (Д. Эдельман, Р. Портер).

Открыты новые феномены клеточного иммунитета (цитопатогенное действие, аллогенная ингибиция, явление бласттрансформации и др.).

Создано учение о гиперчувствительности и иммунодефицитах.

Изучены формы иммунного ответа и факторы неспецифической защиты.

Разработаны теории иммунитета.

Создание единой общебиологической теории иммунитета открыло путь к использованию его в борьбе за здоровое долголетие, взяв за основу мощные природные ресурсы конституциональной защиты в борьбе против инфекционных и многих других болезней человека и животных.

2. Факторы и механизмы иммунитета

Иммунитет (от лат. immunitas — неприкосновенный, находящийся под защитой, освобождение, избавление от болезни) — это система биологической защиты внутренней среды многоклеточного организма (гомеостаза) от генетически чужеродных веществ экзогенной и эндогенной природы.

Эта система обеспечивает структурную и функциональную целостность организмов определенного вида в течение их жизни. Генетически чужеродные вещества («не свои») поступают в организм извне в виде патогенных микроорганизмов и гельминтов, их токсинов, белков и других компонентов, иногда в виде трансплантируемых тканей или органов. «Чужими» могут стать отжившие, мутировавшие или поврежденные клетки собственного организма.

Функциями системы защиты, получившей название иммунной системы, являются распознавание таких чужеродных агентов и специфическое реагирование на них.

2.1. Виды и формы иммунитета

Иммунитет — явление многокомпонентное и многообразное в своих механизмах и проявлениях Известно два основных механизма защиты.

Первый обусловлен действием врожденных, конститутивных факторов неспецифической резистентности (от лат. r еsistentia — сопротивление) и контролируется генетическими механизмами (врожденный, видовой иммунитет). Они обеспечивают неселективный по отношению к чужеродному агенту характер ответа. Это значит, что свойства такого агента не имеют значения. Так, например, человек невосприимчив к возбудителям чумки собак, холеры кур, а животные нечувствительны к шигеллам, гонококку и другим микроорганизмам, патогенным для человека.

Второй определяется защитными механизмами, которые протекают с участием лимфатической системы. Они лежат в основе формирования приобретенного в течение жизни индивидуального адаптивного (приобретенного) иммунитета. Такой иммунитет характеризуется развитием специфических реакций иммунной системы на конкретный чужеродный агент (т. е. является индуцибельным) в виде образования иммуноглобулинов или сенсибилизированных лимфоцитов. Эти факторы обладают высокой активностью и специфичностью действия.

В зависимости от способов формирования различают несколько форм приобретенного индивидуального иммунитета.

Приобретенный иммунитет может формироваться как результат перенесенной инфекционной болезни, и тогда он называется естественным активным (постинфекционным). Его продолжительность составляет от нескольких недель и месяцев (после дизентерии, гонореи и др.) до нескольких лет (после кори, дифтерии и др.). Иногда он может возникать в результате скрытой инфекции или носительства (например, путем «бытовой» иммунизации при менингококковой инфекции). Выделяют виды приобретенного иммунитета:

Антимикробный вырабатывается после перенесенной бактериальной инфекции (чумы, брюшного тифа и др.);

Антитоксический формируется в результате перенесенной токсикоинфекции (столбняка, ботулизма, дифтерии и др.);

Антивирусный — после вирусных инфекций (кори, паротита, полиомиелита и др.);

Антипротистный — после инфекций, вызванных простейшими;

Антифунгальный — после грибковых заболеваний.

В ряде случаев после инфекционного заболевания происходит полное освобождение макроорганизма от возбудителей. Такой иммунитет называют стерильным. Иммунитет, при котором возбудители сохраняются на неопределенно долгий срок в организме клинически здоровых людей, перенесших заболевание, называют нестерильным.

Приобретенный иммунитет передается от матери к ребенку через плаценту в период внутриутробного развития и обеспечивается иммуноглобулинами. Он называется естественным пассивным (трансплацентарным). Продолжительность его 3—4 мес, но он может пролонгироваться при грудном вскармливании детей, так как антитела содержатся и в молоке матери. Значение такого иммунитета велико. Он обеспечивает невосприимчивость грудных детей к инфекционным болезням.

Приобретенный искусственный иммунитет возникает в результате иммунизации. Различают активную и пассивную формы искусственного иммунитета. Активный искусственный иммунитет развивается после введения в организм ослабленных или убитых микроорганизмов либо их обезвреженных токсинов. При этом в организме теплокровных происходит активная перестройка, направленная на образование веществ, губительно действующих на возбудителя и его токсины, происходит изменение свойств клеток, уничтожающих микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Продолжительность этого иммунитета от 1 года до 3—7 лет.

Пассивный искусственный иммунитет возникает при введении в организм готовых антител, которые содержатся в сыворотках специально иммунизированных определенными видами возбудителей животных (иммунные сыворотки), или их получают из сывороток переболевших людей (иммуноглобулины). Этот вид иммунитета возникает сразу после введения антител, но сохраняется всего 15—20 дней, затем антитела разрушаются и выводятся из организма.

2.2. Факторы неспецифической резистентности

Факторы неспецифической резистентности (защиты), которые обеспечивают неселективный характер ответа на антиген и являются наиболее стабильной формой невосприимчивости, обусловлены врожденными биологическими особенностями вида. Они реагируют на чужеродный агент стереотипно и независимо от его природы. Основные механизмы неспецифической защиты формируются под контролем генома в процессе развития организма и связаны с естественно-физиологическими реакциями широкого спектра — механическими, химическими и биологическими.

Среди факторов неспецифической резистентности выделяют:

ареактивность клеток макроорганизма к патогенным микроорганизмам и токсинам, обусловленную генотипом и связанную с отсутствием на поверхности таких клеток рецепторов для адгезии патогенного агента;

барьерную функцию кожи и слизистых оболочек, которая обеспечивается отторжением клеток эпителия кожи и активными движениями ресничек мерцательного эпителия слизистых оболочек. Кроме того, она обусловлена выделением экзосекретов потовых и сальных желез кожи, специфических ингибиторов, лизоцима, кислой средой желудочного содержимого и другими агентами. Биологические факторы защиты на этом уровне обусловлены губительным воздействием нормальной микрофлоры кожи и слизистых покровов на патогенные микроорганизмы;

температурную реакцию, при которой прекращается размножение большинства патогенных бактерий. Так, например, устойчивость кур к возбудителю сибирской язвы (В. anthracis) обусловлена тем, что температура их тела находится в пределах 41—42 °С, при которой бактерии не способны к самовоспроизводству;

клеточные и гуморальные факторы организма.

В случае проникновения патогенов в организм включаются гуморальные факторы, к которым относятся белки системы комплемента, пропердин, лизины, фибронектин, система цитокинов (интерлейкины, интерфероны и др.). Развиваются сосудистые реакции в виде быстрого локального отека в очаге повреждения, что задерживает микроорганизмы и не пропускает их во внутреннюю среду. В крови появляются белки острой фазы — С-реактивный протеин и маннансвязывающий лектин, которые обладают способностью взаимодействовать с бактериями и другими возбудителями. В этом случае усиливаются их захват и поглощение фагоцитирующими клетками, т. е. происходит опсонизация патогенов, а эти гуморальные факторы играют роль опсонинов.

К клеточным факторам неспецифической защиты относятся тучные клетки, лейкоциты, макрофаги, естественные (натуральные) киллерные клетки (NK-клетки, от англ. «natural killer»).

Тучные клетки — это большие тканевые клетки, в которых находятся цитоплазматические гранулы, содержащие гепарин и биологически активные вещества типа гистамина, серотонина. При дегрануляции тучные клетки выделяют особые вещества, являющиеся медиаторами воспалительных процессов (лейкотриены и ряд цитокинов). Медиаторы повышают проницаемость сосудистых стенок, что позволяет комплементу и клеткам выходить в ткани очага поражения. Все это сдерживает проникновение патогенов во внутреннюю среду организма. NK-клетки представляют собой крупные лимфоциты, не имеющие маркеров Т- или В-клеток и способные спонтанно, без предварительного контакта убивать опухолевые и вирусинфицированные клетки. В периферической крови на их долю приходится до 10 % от всех мононуклеарных клеток. NK-клетки локализованы главным образом в печени, красной пульпе селезенки, слизистых оболочках.

Лейкоциты содержат мощные бактерицидные факторы и обеспечивают первичный или доиммунный фагоцитоз микробных клеток. Такие лейкоциты называют фагоцитами (фагоцитирующими клетками). Они представлены моноцитами, полиморфно-ядерными нейтрофилами и макрофагами.

Фагоцитоз — биологическое явление, основанное на узнавании, захвате, поглощении и переработке чужеродных веществ эукариотической клеткой. Объектами для фагоцитоза являются микроорганизмы, собственные отмирающие клетки организма, синтетические частицы и др. Фагоцитами являются полиморфно-ядерные лейкоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы), моноциты и фиксированные макрофаги — альвеолярные, перитонеальные, купферовские клетки, дендритные клетки селезенки и лимфатических узлов, клетки Лангерганса и др.

В процессе фагоцитоза (от греч. phago — пожираю, cytos — клетки) различают несколько стадий (рис. 15.1):

Приближение фагоцита к чужеродному корпускулярному объекту (клетке);

Адсорбция объекта на поверхности фагоцита;

Поглощение объекта;

Разрушение фагоцитированного объекта.

Первая фаза фагоцитоза осуществляется за счет положительного хемотаксиса.

Адсорбция происходит путем связывания чужеродного объекта рецепторами фагоцита.

Третья фаза осуществляется следующим образом.

Фагоцит обхватывает адсорбированный объект своей наружной мембраной и втягивает (инвагинирует) его внутрь клетки. Здесь образуется фагосома, которая затем сливается с лизосомами фагоцита. Формируется фаголизосома. Лизосомы представляют собой специфические гранулы, содержащие бактерицидные ферменты (лизоцим, кислые гидролазы и др.).

Специальные ферменты участвуют в образовании активных свободных радикалов О 2 и Н 2 О 2 .

На заключительном этапе фагоцитоза происходит лизис поглощенных объектов до низкомолекулярных соединений.

Такой фагоцитоз протекает без участия специфических гуморальных факторов защиты и получил название доиммунного (первичного) фагоцитоза. Именно этот вариант фагоцитоза впервые описан И. И. Мечниковым (1883) как фактор неспецифической защиты организма.

Результатом фагоцитоза является либо гибель чужеродных клеток (завершенный фагоцитоз), либо выживание и размножение захваченных клеток (незавершенный фагоцитоз). Незавершенный фагоцитоз представляет собой один из механизмов длительной персистенции (переживания) патогенных агентов в макроорганизме и хронизации инфекционных процессов. Такой фагоцитоз чаще протекает в нейтрофилах и завершается их гибелью. Незавершенный фагоцитоз выявлен при туберкулезе, бруцеллезе, гонорее, иерсиниозах и других инфекционных процессах.

Повышение скорости и эффективности фагоцитарной реакции возможно при участии неспецифических и специфических гуморальных белков, которые получили название опсонинов. К ним относят белки системы комплемента СЗ b и С4 b , белки острой фазы, IgG, IgM и др. Опсонины имеют химическое сродство к некоторым компонентам клеточной стенки микроорганизмов, связываются с ними, а затем такие комплексы легко фагоцитируются потому, что фагоциты имеют специальные рецепторы для молекул опсонинов. Кооперация различных опсонинов сыворотки крови и фагоцитов составляет опсонофагоцитарную систему организма. Оценку опсонической активности сыворотки крови проводят путем определения опсонического индекса или опсонофагоцитарного индекса, которые характеризуют влияние опсонинов на поглощение или лизис микроорганизмов фагоцитами. Фагоцитоз, в котором принимают участие специфические (IgG, IgM) белки-опсонины, называют иммунным.

Система комплемента (лат. complementum — дополнение, средство пополнения) — это группа белков сыворотки крови, которые принимают участие в реакциях неспецифической защиты: лизиса клеток, хемотаксиса, фагоцитоза, активации тучных клеток и др. Белки комплемента относятся к глобулинам или гликопротеинам. Они вырабатываются макрофагами, лейкоцитами, гепатоцитами и составляют 5—10% всех белков крови.

Система комплемента представлена 20—26 белками сыворотки крови, которые циркулируют в виде отдельных фракций (комплексов), различаются по физико-химическим свойствам и обозначаются символами С1, С2, С3 ... С9 и др. Хорошо изучены свойства и функция основных 9 компонентов комплемента.

В крови все компоненты циркулируют в неактивной форме, в виде коэнзимов. Активация белков комплемента (т. е. сборка фракций в единое целое) осуществляется специфическими иммунными и неспецифическими факторами в процессе многоступенчатых превращений. При этом каждый компонент комплемента катализирует активность следующего. Этим обеспечиваются последовательность, каскадность вступления компонентов комплемента в реакции.

Белки системы комплемента участвуют в активации лейкоцитов, развитии воспалительных процессов, лизисе клеток-мишеней и, прикрепляясь к поверхности клеточных мембран бактерий, способны опсонизировать («одевать») их, стимулируя фагоцитоз.

Известно 3 пути активации системы комплемента: альтернативный, классический и лектиновый.

Наиболее важным компонентом комплемента является СЗ, который расщепляется конвертазой, образующейся при любом пути активации, на фрагменты СЗа и СЗ b . Фрагмент СЗ b участвует в образовании С5-конвертазы. Это является начальным этапом формирования мембранолитического комплекса.

При альтернативном пути комплемент может активироваться полисахаридами, липиполисахаридами бактерий, вирусами и другими антигенами без участия антител. Инициатором процесса является компонент СЗ b , который связывается с поверхностными молекулами микроорганизмов. Далее при участии ряда ферментов и белка пропердина этот комплекс активирует компонент С5, который прикрепляется к мембране клетки-мишени. Затем на нем образуется мембраноатакующий комплекс (МАК) из компонентов С6—С9. Процесс завершается перфорацией мембраны и лизисом микробных клеток. Именно этот путь запуска каскада комплементарных белков имеет место на ранних стадиях инфекционного процесса, когда специфические факторы иммунитета (антитела) еще не выработаны. Кроме того, компонент СЗ b , связываясь с поверхностью бактерий, может выполнять роль опсонина, усиливая фагоцитоз.

Классический путь активации комплемента запускается и протекает с участием комплекса антиген—антитело. Молекулы IgM и некоторые фракции IgG в комплексе антиген—антитело имеют специальные места, которые способны связать компонент С1 комплемента. Молекула С1 состоит из 8 субъединиц, одна из которых является активной протеазой. Она участвует в расщеплении компонентов С2 и С4 с образованием СЗ-конвертазы классического пути, которая активирует компонент С5 и обеспечивает формирование мембраноатакующего комплекса С6—С9, как при альтернативном пути.

Лектиновый путь активации комплемента обусловлен присутствием в крови особого кальцийзависимого сахаросвязывающего протеина — маннансвязывающего лектина (МСЛ). Этот протеин способен связывать остатки маннозы на поверхности микробных клеток, что приводит к активации протеазы, расщепляющей компоненты С2 и С4. Это запускает процесс формирования лизирующего мембрану комплекса, как при классическом пути активации комплемента. Некоторые исследователи рассматривают этот путь как вариант классического пути.

В процессе расщепления компонентов С5 и СЗ образуются малые фрагменты С5а и С3а, которые служат медиаторами воспалительной реакции и инициируют развитие анафилактических реакций с участием тучных клеток, нейтрофилов и моноцитов. Эти компоненты получили название анафилатоксинов комплемента.

Активность комплемента и концентрация отдельных его компонентов в организме человека могут увеличиваться или уменьшаться при различных патологических состояниях. Могут быть и наследственные дефициты. Содержание комплемента в сыворотках животных зависит от вида, возраста, сезона и даже времени суток.

Наиболее высокий и стабильный уровень комплемента отмечен у морских свинок, поэтому в качестве источника комплемента используют нативную или лиофилизированную сыворотку крови этих животных. Белки системы комплемента очень лабильны. Они быстро разрушаются при хранении при комнатной температуре, действии света, ультрафиолетовых лучей, протеаз, растворов кислот или щелочей, удалении ионов Са++ и Mg++. Прогревание сыворотки при 56 °С в течение 30 мин приводит к разрушению комплемента, и такая сыворотка называется инактивированной.

Количественное содержание компонентов комплемента в периферической крови определяют как один из показателей активности гуморального иммунитета. У здоровых лиц содержание компонента С1 составляет 180 мкг/мл, С2 — 20 мкг/мл, С4 - 600 мкг/мл, СЗ - 13 001 мкг/мл.

Воспаление как важнейшее проявление иммунитета развивается в ответ на повреждение тканей (прежде всего покровных) и направлено на локализацию и уничтожение микроорганизмов, которые проникли в организм. В основе воспалительной реакции лежит комплекс гуморальных и клеточных факторов неспецифической резистентности. Клинически воспаление проявляется покраснением, отеком, болью, локальным повышением температуры, нарушением функции поврежденного органа или ткани.

Центральную роль в развитии воспаления играют сосудистые реакции и клетки системы мононуклеарных фагоцитов: нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, моноциты, макрофаги и тучные клетки. При повреждении клеток и тканей, кроме того, высвобождаются различные медиаторы: гистамин, серотонин, простагландины и лейкотриены, кинины, белки острой фазы, в том числе С-реактивный белок, и др., которые играют важную роль в развитии воспалительных реакций.

Бактерии, проникшие в организм при повреждении, и продукты их жизнедеятельности активируют свертывающую систему крови, систему комплемента и клетки макрофагально-мононуклеарной системы. Происходит образование сгустков крови, что предупреждает распространение возбудителей с кровью и лимфой и препятствует генерализации процесса. При активации системы комплемента образуется мембрано-атакующий комплекс (МАК), который лизирует микроорганизмы или опсонизирует их. Последнее усиливает способность фагоцитирующих клеток поглощать и переваривать микроорганизмы.

Характер течения и исход воспалительного процесса зависят от многих факторов: природы и интенсивности действия чужеродного агента, формы воспалительного процесса (альтеративное, экссудативное, пролиферативное), его локализации, состояния иммунной системы и др. Если воспаление не завершается в течение нескольких дней, оно становится хроническим и тогда развивается иммунное воспаление с участием макрофагов и Т-лимфоцитов.

Патогенные микоплазмы и заболевания вызываемые ими.

Антропонозные бактериальные инфекции человека, поражающие органы дыхания или мочеполовой тракт.

Микоплазмы относятся к классу Mollicutes, который включает 3 порядка: Acholeplasmatales, Mycoplasmatales, Anaeroplasmatales.

Морфология: Отсутствие ригидной клеточной стенки, полиморфизм клеток, пластичность, осмотическую чувствительность, резистентность к различным агентам, подавляющим синтез клеточной стенки, в том числе к пенициллину и его производным. Грам «-», лучше окрашиваются по Романовскому-Гимзе; различают подвижные и неподвижные виды. Клеточная мембрана находится в жидкокристаллическом состоянии; включает белки, погруженные в два липидных слоя, основной компонент которых - холестерин.

Культуральные свойства. Хемоорганотрофы, основной источник энергии - глюкоза или аргинин. Растут при температуре 30С. Большинство видов - факультативные анаэробы; чрезвычайно требовательны к питательным средам и условиям культивирования. Питательные среды (экстракт говяжьего сердца, дрожжевой экстракт, пептон, ДНК, глюкоза, аргинин).

Культивируют на жидких, полужидких и плотных питательных средах.

Биохимическая активность: Низкая. Выделяют 2 группы микоплазм: 1. разлагающие с образованием кислоты глюкозу, мальтозу, маннозу, фруктозу, крахмал и гликоген; 2.окисляющие глутамат и лактат, но не ферментирующие углеводы. Все виды не гидролизуют мочевину.

Антигенная структура: Сложная, имеет видовые различия; основные АГ представлены фосфо- и гликолипидами, полисахаридами и белками; наиболее иммунногенны поверхностные АГ, включающие углеводы в составе сложных гликолипидных, липогликановых и гликопротеиновых комплексов.

Факторы патогенности: адгезины, токсины, ферменты агрессии и продукты метаболизма. Адгезины входят в состав поверхностных АГ и обуславливают адгезию на клетках хозяина. Предполагают наличие нейротоксина у некоторых штаммов М. pneumoniae, так как часто инфекции дыхательных путей сопровождают поражения нервной системы. Эндотоксины выделены у многих патогенных микоплазм. У некоторых видов встречаются гемолизины. Среди ферментов агрессии основными факторами патогенности являются фосфолипаза А и аминопептидазы, гидролизующие фосфолипиды мембраны клетки. Протеазы, вызывающие дегрануляцию клеток, в том числе и тучных, расщепление молекул AT и незаменимых аминокислот.

Эпидемиология: М. pneumoniae колонизирует слизистую оболочку респираторного тракта; M. hominis, M. genitalium u U. urealyticum - «урогенитальные микоплазмы» - обитают в урогенитальном тракте.

Источник инфекции - больной человек. Механизм передачи - аэрогенный, основной путь передачи - воздушно-капельный.

Патогенез: Проникают в организм, мигрируют через слизистые оболочки, прикрепляются к эпителию через гликопротеиновые рецепторы. Микробы не проявляют выраженного цитопатогенного действия, но вызывают нарушения свойств клеток с развитием местных воспалительных реакций.

Клиника: Респираторный микоплазмоз - в форме инфекции верхних дыхательных путей, бронхита, пневмонии. Внереспираторные проявления: гемолитическая анемия, неврологические расстройства, осложнения со стороны ССС.

Иммунитет: для респираторного и урогенитального микоплазмоза характерны случаи повторного заражения.

Микробиологическая диагностика: мазки из носоглотки, мокрота, бронхиальные смывы. При урогенитальных инфекциях исследуют мочу, соскобы с уретры, влагалища.

Для лабораторной диагностики микоплазменных инфекций используют культуральный, серологический и молекулярно-генетический методы.

При серодиагностике материалом для исследования служат мазки-отпечатки тканей, соскобы из уретры, влагалиша, в которых можно обнаружить АГ микоплазм в прямой и непрямой РИФ. Микоплазмы и уреаплазмы выявляются в виде зеленых гранул.

АГ микоплазм могут быть обнаружены также в сыворотке крови больных. Для этого используют ИФА.

Для серодиагностики респираторного микоплазмоза определяют специфические AT в парных сыворотках больного. При урогенитальных микоплазмозах в ряде случаев проводят серодиагностику, AT определяют чаше всего в РПГА и ИФА.

Лечение. Антибиотики. Этиотропная химиотерапия.

Профилактика. Неспецифическая

Основные исторические этапы развития иммунологии и аллергологии. Современные разделы иммунологии и их значение для медицины.

Иммунология изучает мех-мы и способы защиты организма от генетически чужердных веществ – АГ с целью поддержания и сохранения гомеостаза, структурной и функциональной целостности каждого орг-ма и вида вцелом. Хронологически иммунология как наука прошла 2 больших периода: пер. протоиммунологии (от античного до 80-х годов 19в.), связанный со стихийным, эмпирическим познанием защ. р-ий орг-ма, и пер. зарождения экспериментальной и теоретической иммунологии (с 80-х г. 19в. до второго десятилетия 20 в.). В течении второго пер. завершилось формирование классическ. иммунологии, кот. носила характер в основном инфекц. иммун. Можно также выделить и 3-ий период (с середины 20 в. до наших дней). В этот период развывалась молек. и клеточная иммунология, иммуногенетика. Этапы развития микробиологии: 1) Период эмпирич. познания; 2) Морфологич. период; 3)Физиологич. период; 4) Иммунолог.пер.; 5)Молек.-генетич. период. Иммунологический пер. (1-ая половина 20 в.) является началом развития иммунологии. Он связан с именами франц. ученого Л.Пастера (открыл и разработал принципы вакцинации), рос.биолога И.И. Мечникова (открыл фагоцитарную теорию, кот. явилась основой клеточной иммунологии) и немецкого врача П.Эрлиха (высказал гипотезу об АТ и развил гуморальную теорию иммунитета). Следует отметить, что еще в эмпирическом периоде было сделано одно открытие: Эдуарл Дженнер нашел способ создания невосприимчивости к возбудит. натуральной оспы чел-ка, путем прививки чел-ку вируса коровьей оспы, т.е. содержимого пустул чел-ка, больного коровьей оспой. Но только в конце 20 в.Пастер научно обосновал принципы вакцинации и способ получения выкцин. Он показал, что ослабленный тем или иным способом возбудитель холеры кур, бешенства, сиб.язвы, потерявший вирулентные патогенные св-ва, сохр. способность при введении в организм создавать специф. невосприимчивость к возбудителю. Пастер впервые получил из мозга больных бешенством собак и кроликов, подвергш. температурным воздействиям, живую аттенуированную вакцину против бешенства, использовав фиксирован.вирус бешенства; проверил профилакт. и оечебные св-ва выкцины на пациентх, укушенных бешеными жив.; создал прививочные пункты. Мечников обосновал учение о фагоцитозе и фагоцитах и доказал, что фагоцитоз наблюдается у всех животных, включая простейших, и проявляется по отношению ко всем чужеродным в-вам. Это стало началом клеточной теории иммунитета и процесса иммуногенеза в целом с учетом кл. и гуморальных факторов. В 1900г. Р.Кох открыл такую форму реагирования иммунной системы как ГЗТ, а в 1905г. Ш.Рише и Сахаров описали ГНТ. Обе эти формы реагирования легли в основу учения об аллергии. В 1950г. была откр. толерантность к АГ и иммунологическая память. Но явление, связ. с иммунологич. памятью (быстрый эффект образования АТ при повторном введении АГ), впервые обнаружил рос. врач Райский 1915г. Многочисленные исследования были посвящены изуч. лимфоцитов, их роли в иммун., взаимоотношениям между Т- и В-лимф.и фагоцитами, киллерная функция лимфоцитов. В это же время была изучена стр. иммуноглобулинов(Портер), открыт интерферон (Айзекс), интерлейкины. Иммунология в середине 20 в. оформилась как самост. наука.

Выделяют общую и частную иммунологию. К общей относятся: молекулярная, клеточная, физиология иммунитета, иммунохимия, иммуногенетика, эволюционная иммунология. К частной относ.: иммунопрофилактика, аллергология, иммуноонкология, трансплантацентарная им., им. репродукции, иммунопатология, иммунобиотехнолог., иммунофармаколог., экологическая им.,клиническая им. Каждый раздел частной иммун. играет определенную важную роль в медицине. Иммун. пронизывает буквально все профил. и клинические дисципл. и решает исключит. важные проблемы медицины, такие как снижение частоты и ликвидация инфекц.болезней, диагностика и лечение аллерг, онколог. забол., иммунопатолог. сост., пересадка органов и тк. и т.д.

Иммунология представляет собой науку о специфических реакциях организма на внедрение чужеродных организму веществ и структур. Первоначально иммунологию рассматривали как науку о невосприимчивости организма к бактериальным инфекциям и с момента возникновения иммунология развивалась как прикладная область других наук (физиология человека и животных, медицина, микробиология, онкология, цитология).

За последние 40 лет иммунология стала самостоятельной фундаментальной биологической наукой.

История развития .

Первый этап развития : первые сведения в 5в до н. э. В древности человечество было беззащитно перед инфекционными болезнями (чума, оспа). Эпидемии уносили множество жизней. Первые иммунологические наблюдения относятся к древней Греции. Греки заметили, что люди, переболевшие оспой не восприимчивы к повторному заражению. В древнем Китае брали оспенные струпья, перетирали и давали нюхать. Этот метод использовался персами и турками и назывался метод вариоляции . Он получил распространение и в Европе.

В 18 веке в Англии замечено, что доярки обслуживающие болеющих коров редко заболевают натуральной оспой. На этом основании Джеер в 1796 г. разработал безопасный способ профилактики оспы путем прививки человеку коровьей оспы. Дальше этот способ был усовершенствован: к вирусу коровьей оспы был добавлен вирус натуральной оспы. Благодаря полной вакцинации населения оспа была ликвидирована. Однако зарождение иммунологии как науки относится к началу 80 гг 19 века и связано с открытием Пастером микроорганизмов, возбудителей болезней . Изучая куриную оспу, Пастер пришел к выводу, что микробы теряют способность вызывать гибель животных вследствие изменения биологических свойств и высказал предположение о возможности предупреждения инфекционных болезней ослабленными микробами оспы.

В 1884 г Мечников сформулировал теорию фагоцитоза . Это была первая экспериментально обоснованная теория иммунитета. Он ввел понятие клеточный иммунитет . Эрлих считал, что в основе иммунитета лежат вещества, которые подавляют чужеродные объекты. Позже выяснилось, что правы оба.

В конце 19 в. были сделаны следующие открытия: Леффлер и Ру показали, что микробы выделяют экзотоксины, которые при введении животным вызывают такие же заболевания, как и сам микроб. В этот период были получены антитоксические сыворотки к различным инфекциям (противодифтерийная, противостолбнячная). Букнер установил,что в свежей крови млекопитающих микробы не размножаются, т к она обладает бактерицидными свойствами, которые обуславливает вещество алексин (комплемент).

В 1896 г. открыты АТ - агллютинины. В 1900 г. Эрлих создал теорию образования АТ.

Второй этап начинается с начала и до середины 20 в. Начинается этот этап с открытия Лангштейнера Аr (сенсибилизированные T-клетки) группы А, В, 0, определяющих группу крови человека, а в 1940 г. Лангштейнер и Винер открыли Аr на эритроцитах, которые назвали Rh-фактором. В 1902 г. Рише и Портье открыли явление аллергии. В1923 г. Рамон обнаружил возможность превращения высокотоксичных бактериальных экзотоксинов в нетоксичные вещества под влиянием фармолина.

Третий этап середина 20 в. до нашего времени. Начинается с открытия Бернетом толерантности организма к собственным Аr. В 1959 г. Бернет разработал клонально-селекционную теорию образования АТ. Портер открыл молекулярную структуру АТ.

Иммунная система наряду с другими системами (нервная, эндокринная, сердечно-сосудистая) обеспечивает постоянство внутренней среды организма (гомеостаз). В иммунной системе различают 3 компонента:

• клеточный,
• гуморальный.
• генный.

Клеточный компонент находится в 2 формах – организованный (- лимфоидные клетки, которые входят в состав тимуса, костного мозга, селезенки, миндалин, лимфоузлов) и неорганизованный (свободные лимфоциты, циркулирующие в крови).

Клеточный компонент не однороден: Т и В-клетки. Молекулярным компонентом являются Ig, которые вырабатываются В-лимфоцитами. Известно 5 классов Ig: G, D, M, A, E. В настоящее время установлено строение Ig различных классов, преобладающими в сыворотке крови человека являются Ig G (70-75% от общего количества Ig).

Кроме Ig в молекулярный компонент входят иммуномедиаторы (цитокины), которые выделяются различными клетками иммунной системы (макрофаги и лимфоциты).

Цитокины выделяются не постоянно, взаимодействуют с поверхностными рецепторами клеток и регулируют силу и продолжительность иммунного ответа. Генетический компонент включает множество генов, определяющих синтез Ig. Каждая из 4 белковых цепей АТ кодируется 2-мя структурными генами.

Молекулярно-биологические методы и технологии стали неотъемлемой частью иммунологии на рубеже 80-х и 90-х годов, что ознаменовало ее переход на новый уровень. В это время важным показателем достоверности данных стало применение при исследованиях генетических подходов. Чрезвычайно широкое применение получили трансфекция и нокаут генов, а также использование клеточных клонов и моноклональных антител. Для этого периода характерно активное обращение (на новом методическом и идеологическом уровнях) к инфекционной иммунологии, включая создание вакцин нового типа. Одновременно обострился интерес к практическому применению получаемых результатов (возможно, это стало следствием чрезвычайного удорожания научных исследований, проведению которых необходимо было дать практическое обоснование). Излюбленной областью создания и применения новых молекулярно-биологических моделей стала иммуноонкология. Понятие «вакцина» претерпело изменения: теперь этим термином стали обозначать не только профилактические антиинфекционные препараты, как прежде, но и препараты для лечения онкологических, аллергических и аутоиммунных заболеваний. Однако следует признать, что, несмотря на большую интенсивность исследований и чрезвычайно высокий методический и технологический уровень работ, проводимых в данных направлениях, реальные практически значимые достижения в них невелики.
К особенностям этого периода развития иммунологии можно отнести чрезвычайно высокие требования к методической стороне исследований, явно выраженную прикладную ориентацию и очевидное пренебрежение теоретическими обобщениями. Экспериментальные достижения этого периода очень многочисленны, но их значимость не всегда можно оценить. Назовем лишь некоторые из них: расшифровка сигнальных путей, обеспечивающих активацию лимфоцитов и клеток врожденного иммунитета; изучение дендритных клеток, как клеток, связывающих врожденный и адаптивный иммунитет (с дендритными клетками связаны многие попытки практического применения достижений иммунологии, в частности при создании вакцин разного рода); расшифровка факторов и механизмов, определяющих распределение клеток в организме и пути их рециркуляции, а также гомеостаз лимфоидных клеток; открытие механизмов формирования лимфоидных органов; обнаружение гетерогенности хелперных Т-лимфоци- тов и их связи с патологией; повторное открытие супрессорных Т-клеток (теперь в качестве регуляторных Т-лимфоцитов) и др.
Наиболее крупным теоретическим обобщеним, повлекшим большое число экспериментальных исследований и практически значимых разработок, послужило учение Ч. Джанеуея (Ch. Janeway) и его последователей о природе распознавания во врожденном иммунитете и иерархических взаимодействиях врожденного и адаптивного иммунитета. При этом, во- первых, был открыт новый тип иммунологического распознавания, заставивший отказаться от представлениий о неспецифичности врожденного иммунитета, во-вторых, было обосновано представление о невозможности запуска адаптивного иммунитета без предварительной активации врожденного иммунитета. Исследования, проводимые в области иммунологии в ХХ! веке, в большей или меньшей степени ориентированы на эту концепцию.
В настоящее время часто высказывают опасение, что иммунология как самостоятельная научная дисциплина исчезает, растворяясь в молекулярной биологии (аналогичное «растворение» в микробиологии констатировалось в предвоенный период). Едва ли это возможно, поскольку у иммунологии есть собственный объект исследований - специфические взаимодействия между антигенами и их рецепторами, лежащие в основе дискриминации «свое-чужое», - имеющий разнообразные проявления и со временем приобретающий все новые аспекты.

ИММУНОЛОГИЯ – наука, изучающая структуру и функции систем, контролирующих клеточно–генетический гомеостаз организма человека и животных. Основным предметом исследований в иммунологии является познание механизмов формирования специфического иммунного ответа организма ко всем чужеродным в антигенном отношении соединениям.

1.1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ИММУНОЛОГИИ

Иммунология как определенное направление исследований возникла из практической необходимости борьбы с инфекционными заболеваниями. Как отдельное научное направление иммунология сформировалась лишь во второй половине ХХ века. Гораздо более продолжительна истории иммунологии как прикладного раздела инфекционной патологии и микробиологии. Многовековые наблюдения за заразными болезнями заложили фундамент современной иммунологии: несмотря на широкое распространение чумы (V век до н.э.), никто не заболевал дважды, по крайней мере смертельно и при захоронении трупов участвовали переболевшие.

Имеются свидетельства тому, что первые прививки оспы проводили в Китае за тысячу лет до Рождества Христова. Инокуляция содержимого оспенных пустул здоровым людям с целью их защиты от острой формы заболевания распространилась затем в Индию, Малую Азию, Европу, на Кавказ.

На смену инокуляции пришел метод вакцинации (от лат. «vacca» – корова), разработанный в конце XVIII в. английским врачом Э. Дженнером. Он обратил внимание на тот факт, что молочницы, ухаживавшие за больными животными, иногда заболевали в крайне слабой форме оспой коров, но при этом никогда не болели натуральной оспой. Подобное наблюдение давало в руки исследователя реальную возможность борьбы с болезнью людей. В 1796 г., через 30 лет после начала своих изысканий Э. Дженнер решился опробовать метод вакцинации коровьей оспой. Эксперимент прошел успешно и с тех пор способ вакцинации по Э. Дженнеру нашел широкое применение во всем мире.

Зарождение инфекционной иммунологии связывают с именем выдающегося французского ученого Луи Пастера. Первый шаг к целенаправленному поиску вакцинных препаратов, создающих устойчивый иммунитет к инфекции, был сделан после наблюдения Пастера над патогенностью возбудителя куриной холеры. Из этого наблюдения Пастер сделал вывод: состарившаяся культура, потеряв свою патогенность, остается способной к созданию устойчивости к инфекции. Это определило на многие десятилетия принцип создания вакцинного материала – тем или иным способом (для каждого возбудителя своим) добиваться снижения вирулентности патогена при сохранении его иммуногенных свойств.

Хотя Пастер разработал принципы вакцинации и успешно применял их на практике, он не знал о факторах, включенных в процесс защиты от инфекции. Первыми, кто пролил свет на один из механизмов невосприимчивости к инфекции, были Эмиль фон Беринг и Китазато. Они продемонстрировали, что сыворотка от мышей, предварительно иммунизированных столбнячным токсином, введенная интактным животным, защищает последних от смертельной дозы токсина. Образовавшийся в результате иммунизации сывороточный фактор – антитоксин – представлял собой первое обнаруженное специфическое антитело. Работы этих ученых положили начало изучению механизмов гуморального иммунитета.

У истоков познания вопросов клеточного иммунитета стоял русский биолог–эволюционист Илья Ильич Мечников. В 1883 году он сделал первое сообщение по фагоцитарной теории иммунитета на съезде врачей и естествоиспытателей в Одессе. У человека есть амебоидные подвижные клетки – макрофаги, нейтрофилы. «Едят» они пищу особого рода – патогенных микробов, функция этих клеток – борьба с микробной агрессией.

Параллельно с Мечниковым разрабатывал свою теорию иммунной защиты от инфекции немецкий фармаколог Пауль Эрлих. Он знал о том факте, что в сыворотке крови животных, зараженных бактериями, появляются белковые вещества, способные убивать патогенные микроорганизмы. Эти вещества впоследствии были названы им «антителами». Самое характерное свойство антител – это их ярко выраженная специфичность. Образовавшись как защитное средство против одного микроорганизма, они нейтрализуют и разрушают только его, оставаясь безразличными к другим.

Две теории – фагоцитарная (клеточная) и гуморальная – в период своего возникновения стояли на антагонистических позициях. Школы Мечникова и Эрлиха боролись за научную истину, не подозревая, что каждый удар и каждое его парирование сближало противников. В 1908 г. обоим ученым одновременно была присуждена Нобелевская премия.

К концу 40–х – началу 50–х годов ХХ столетия завершается первый период развития иммунологии. Был создан целый арсенал вакцин против самого широкого набора инфекционных заболеваний. Эпидемии чумы, холеры, оспы перестали уничтожать сотни тысяч людей. Отдельные, спорадические вспышки этих заболеваний встречаются до сих пор, но это лишь очень локальные, не имеющие эпидемиологического, а тем более пандемического значения случаи.

Новый этап развития иммунологии связан в первую очередь с именем выдающегося австралийского ученого М.Ф. Бернета. Именно он в значительной степени определил лицо современной иммунологии. Рассматривая иммунитет как реакцию, направленную на дифференциацию всего «своего» от всего «чужого», он поднял вопрос о значении иммунных механизмов в поддержании генетической целостности организма в период индивидуального (онтогенетического) развития.

Именно Бернет обратил внимание на лимфоцит как основной участник специфического иммунного реагирования, дав ему название «иммуноцит». Именно Бернет предсказал, а англичанин Питер Медавар и чех Милан Гашек экспериментально подтвердили состояние, противоположное иммунной реактивности – толерантности. Именно Бернет указал на особую роль тимуса в формировании иммунного ответа. И, наконец, Бернет остался в истории иммунологии как создатель клонально–селекционной теории иммунитета. Формула такой теории проста: один клон лимфоцитов способен реагировать только на одну конкретную, антигенную, специфическую детерминанту.

Особого внимания заслуживают взгляды Бернета на иммунитет как на такую реакцию организма, которая отличает все «свое» от всего «чужого». После доказательства Медаваром иммунологической природы отторжения чужеродного трансплантата, после накопления фактов по иммунологии злокачественных новообразований стало очевидным, что иммунная реакция развивается не только на микробные антигены, но и тогда, когда имеются любые, пусть незначительные антигенные различия между организмом и тем биологическим материалом (трансплантатом, злокачественной опухолью), с которым он встречается.

Сегодня мы знаем если не все, то многое из механизмов иммунного реагирования. Нам известны генетические основы удивительно широкого разнообразия антител и антигенраспознающих рецепторов. Мы знаем, какие типы клеток ответственны за клеточные и гуморальные формы иммунного реагирования; в значительной степени понятны механизмы повышенной реактивности и толерантности; многое известно о процессах распознавания антигена; выявлены молекулярные участники межклеточных отношений (цитокины); в эволюционной иммунологии сформирована концепция роли специфического иммунитета в прогрессивной эволюции животных. Иммунология как самостоятельный раздел науки встала в один ряд с истинно биологическими дисциплинами: молекулярной биологией, генетикой, цитологией, физиологией, эволюционным учением.

Иммунология

Направления иммунологии:

1. инфекционная
2. учение об антителах (Ат)
3. учение о фагоцитах
4. учение о системе комплемента
5. неинфекционная иммунология (иммунопатологии, аллергии, трансплантационный иммунитет, учение о толерантности)
6. клиническая иммунология
7. экологическая иммунология

1.2. СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА

Иммунитет – универсальная способность живых существ противостоять действию повреждающих агентов, сохраняя свою целостность и биологическую индивидуальность. Это защитная реакция, благодаря которой организм становится невосприимчивым к болезнетворным микроорганизмам (вирусам, бактериям, грибкам, простейшим, гельминтам) и продуктам их жизнедеятельности, а также тканям и веществам (например, ядам растительного и животного происхождения), обладающим чужеродными (антигенными) свойствами.

В течение своей жизни каждое животное и человек постоянно взаимодействует с многочисленными и весьма разнообразными природными объектами и явлениями, определяющими условия жизни, в которых они существует. Это солнце, воздух, вода, растительные и животные продукты питания, химические вещества, растения и животные, обеспечивающие жизненные потребности человека и животных. Организм благодаря биологической эволюции приспособлен к определенным условиям окружающей среды. В то же время нормальная жизнедеятельность организма и его взаимодействие с окружающей средой количественно и качественно ограничены. Одни взаимодействия полезны для здоровья, другие – вредны. Отношение организма к различным факторам определяется уровнем его адаптации. Если силы воздействия внешних факторов превышают норму или не достигают ее, организм может получить повреждение, которое приведет к болезни.

Причинами повреждений организма, приводящих к болезни, могут быть любые по своей природе явления: физические, химические, биологические. К физическим факторам относятся механические нагрузки: удары, растяжения, сдавливания, изгибы тканей. В результате возникают порезы, раздробление, растяжение и разрывы тканей, переломы костей. К повреждающим факторам относятся и изменения температуры среды, в результате которых возникают перегревание организма и ожоги тканей или переохлаждение организма и обморожения тканей.

Таким образом, организм постоянно подвергается воздействию различных болезнетворных факторов окружающей среды. В то же время большинство животных сохраняют здоровье. Почему же они способны противостоять вредным воздействиям окружающей среды? Что помогает организму в борьбе с ними? В процессе биологической эволюции у животных сформировались системы и механизмы, защищающие его как целостность в случаях, когда физические, химические или биологические факторы среды могут при взаимодействии организма с ними привести к повреждению каких–либо его структур, что в свою очередь вызывает их патологии. Как известно, при многих заболеваниях животные выздоравливают без вмешательства медицины, а поврежденные ткани восстанавливаются сами по себе. Следовательно, организм способен защищаться от повреждений, бороться с патологией самостоятельно.

Современная медицинская и ветеринарные науки в основу учения о причинах патологии кладут понятие «реактивность», т. е. способность организма при взаимодействии с различными повреждающими воздействиями давать защитный «ответ», соответствующий характеру этого патогенного воздействия. В ходе эволюции у животных сложились биологические механизмы защиты организма от вредных для него воздействий природных сил, сформировались определенные защитные реакции на любые воздействия среды. Изменения в окружающей среде приводят к изменению его физиологических процессов в организме, соответствующих новому воздействию. Таким образом, сохраняется равновесие со средой, определяющей возможности его жизнедеятельности.

Защитная реакция организма проявляется в некотором изменении его характеристик, что позволяет сохранить жизнедеятельность организма в целом. То, как организм отреагирует на вредное для него воздействие в каждом конкретном случае, отразиться в виде и количестве воздействий, испытываемых животным. На одни микроорганизмы животное не реагирует как на вредные, хотя они болезнетворны для других животных. Другие оказывают повреждающее воздействие на организм и приводят в действие защитные механизмы, т. е. вызывают защитную реакцию, которая может привести к патологии. В этом проявляется видовая избирательность защитных механизмов организма.

Существуют микроорганизмы, вызывающие болезнь у человека и не патогенные для животных, и наоборот. Состояние организма зависит от повреждающего фактора: физическое истощение, переохлаждение, стресс могут вызвать заболевание. Защитные реакции различаются по степени проявления и характеру участвующих в них систем. До определенного количественного порога (индивидуального для каждого организма) воздействия патогенного фактора системы, осуществляющие защитные реакции, не дают ему возможности нанести повреждение организму. Если же этот порог превышен, в реакцию включаются приспособительные, адаптивно–компенсаторные механизмы, осуществляющие перестройку организма и его элементов для борьбы с патогенным фактором. Приспособительные реакции конкретного организма зависят от того, насколько защитные механизмы приспособлены к взаимодействию с патогеном.

В наиболее общей форме можно выделить следующие типы защитно–приспособительных механизмов:

1. морфологические: барьерные мембраны, ограждающие защищаемые клетки, ткани или органы; пролиферация (восстановление) клеток пораженной ткани; гиперплазия, т. е. количественное увеличение клетки или ткани против нормы;
2. физиологические: активация обменных процессов, образование новых медиаторов, ферментов или обменных циклов и дезактивация существующих;
3. иммунологические клеточно–гуморальные системы, направленные на защиту организма от воздействия других биосистем.

Из всех этих типов защитно–приспособительных механизмов наиболее важным является иммунная система. От того, насколько она мощная, зависит, будет животное болеть или нет. Хорошо работающая иммунная система является самым лучшим гарантом крепкого здоровья. Хороший иммунитет – это основной показатель здоровья, жизненной силы любого живого организма. Это мощная внутренняя сила, которой природа наградила все живые существа. Иммунная система – организация тонкая: она реагирует на мельчайшие изменения внутренней и внешней среды организма. Давно было подмечено, что животные, перенесшие опасную инфекционную болезнь, второй раз обычно ей не заболевает. Невосприичивость к повторному заражению одной и той же инфекцией обусловлена иммунитетом.

Иммунитет (от лат. immunitas – «избавление», «освобождение от чего–либо») – это невосприимчивость организма к различным инфекционным агентам, а также продуктам их жизнедеятельности, веществам и тканям, которые обладают чужеродными антигенными свойствами (например, ядам животного и растительного происхождения). Однажды переболев, наш организм запоминает возбудителя болезни, поэтому в следующий раз заболевание протекает быстрее и без осложнений. Но часто после длительных заболеваний, оперативных вмешательств, при неблагоприятной экологической обстановке и в состоянии стресса иммунная система может давать сбои. Снижение иммунитета проявляется частыми и длительными простудами, хроническими инфекционными заболеваниями (ангиной, фурункулезом, гайморитом, кишечными инфекциями), постоянной повышенной температурой и т. д.

Если обобщить все вышеизложенное, то можно сказать, что иммунитет является способом защиты организма от живых тел и веществ, которые несут в себе признаки генетически чужой информации. Наиболее древний и стабильный механизм взаимодействия ткани с любыми внешними повреждающими факторами среды (антигенами) – это фагоцитоз. Фагоцитоз в организме осуществляется специальными клетками – макрофагами, микрофагами и моноцитами (клетками – предшественниками макрофагов). Это сложный многоступенчатый процесс захвата и уничтожения всех попавших в ткани чужеродных для них микрообъектов, не трогая собственные ткани и клетки. Фагоциты, перемещаясь в межклеточной жидкости ткани, при встрече с антигеном захватывают его и переваривают до того, как он контактирует с клеткой. Этот механизм защиты был открыт И. М. Мечниковым в 1883 г. и был положен в основу разработанной им теории фагоцитной защиты организма от болезнетворных микробов.

Установлено широкое участие макрофагов в различных иммунологических процессах. Кроме защитных реакций против различных инфекций, макрофаги участвуют в противоопухолевом иммунитете, распознавании антигена, регуляции иммунных процессов и осуществлении иммунного надзора, в распознавании и разрушении единичных измененных клеток собственного организма, в том числе опухолевых, в регенерации различных тканей и в воспалительных реакциях. Макрофаги также вырабатывают различные вещества, оказывающие противоантигенное воздействие.

Фагоцитоз включает несколько стадий:

1. направленное движение фагоцита к чужеродному для ткани объекту;
2. прикрепление фагоцита к нему;
3. распознавание микроба или антигена;
4. поглощение его клеткой фагоцита (собственно фагоцитоз);
5. умерщвление микроба с помощью ферментов, выделяемых клеткой;
6. переваривание микроба.

Но в некоторых случаях фагоцит не может умертвить определенные виды микроорганизмов, которые даже способны размножаться в нем. Именно поэтому фагоцитоз не всегда может обеспечить защиту организма от повреждения. Способствует фагоцитозу наличие в организме систем циркуляции межклеточной жидкости. Сосудистый транспорт межклеточной жидкости обусловил возможность более быстрой концентрации фагоцитов в местах проникновения повреждающего фактора в ткань и вместе с тем способствовал ускорению и направленности действия химических веществ (медиаторов), привлекающих фагоциты в нужную точку.

Таким образом, воспалительный процесс – это местный компенсаторный механизм, обеспечивающий восстановление поврежденного участка ткани, который изменен в результате взаимодействия с повреждающим фактором любой природы. В процессе эволюции появилась специфическая система защиты, которая в отличие от локальной защиты при фагоцитозе действует на уровне целостного организма. Это система иммунитета, направленная на защиту организма от повреждающих факторов биологического происхождения. Система иммунитета защищает жизнеобеспечение всего организма, является высоко–специализированной системой, которая включается тогда, когда локальные неспецифические механизмы защиты исчерпывают свои возможности.

Первоначально иммунная система была предназначена для контроля над размножением большого количества различных по структуре и функциям дифференцированных клеток, а также для защиты от мутаций клеток. Возник механизм, предназначенный для распознавания и уничтожения клеток, отличающихся генетически от клеток организма, но настолько схожих с ними, что механизм фагоцитоза не мог их распознать и уничтожить, не дать им размножаться. Механизм иммунитета, сложившийся первоначально для внутреннего контроля над клеточным составом организма, в силу своей эффективности в дальнейшем использовался против внешних повреждающих факторов белковой природы: вирусов, бактерий и продуктов их жизнедеятельности.

С помощью системы иммунитета формируются и закрепляются генетически реактивность организма к одним видам микроорганизмов, к взаимодействию с которыми он не приспособлен, и отсутствие реакции тканей и органов к другим видам. Возникают видовая и индивидуальная формы иммунитета. Обе формы могут быть абсолютными, когда организм и микроб не взаимодействуют непосредственно ни при каких условиях (например, человек не заболевает собачьей чумкой), или относительными, когда взаимодействие между ними может произойти при определенных условиях, ослабляющих иммунитет организма: переохлаждении, голоде, перегрузке и т. п.

Функция иммунной системы заключается в том, чтобы компенсировать недостаточность неспецифических форм защиты организма от антигенов в тех случаях, когда фагоциты не могут уничтожить антиген, если он имеет специфические защитные механизмы. Так, например, некоторые бактерии и вирусы могут размножаться внутри поглотившего их макрофага. Более того, на них в этом состоянии не действуют лекарственные препараты, например, антибиотики. Поэтому иммунная система отличается большой сложностью, дублированием функций отдельных элементов, включает клеточные и гуморальные элементы, предназначенные для точного опознания, а затем и уничтожения микробов и продуктов их жизнедеятельности. Система является саморегулирующейся, реагируя не только на количество микробов, включая последовательно свои элементы, повышая чувствительность неспецифических уровней защитной реакции и прекращая иммунную реакцию в нужный момент. Таким образом, формирование в ходе эволюции и всемерное совершенствование специальной противобелковой обороны играют огромную роль в охране здоровья организма.

Белок – носитель жизни, поддержание чистоты своей белковой структуры – долг живой системы. Эта защита, поднятая в живом организме на высочайший уровень, включает два вида защитных сил. С одной стороны, имеется так называемый врожденный иммунитет, носящий неспецифический характер, т. е. направленный вообще против любого чужеродного белка. Известно, что из огромной армии микробов, постоянно попадающих в организм, только ничтожной части удается вызвать то или иное заболевание. С другой стороны, имеется приобретенный иммунитет – поразительный защитный механизм, возникающий при жизни данного организма и носящий специфический характер, т. е. направленный на один конкретный чужой белок.

Иммунитет, возникший после перенесения определенной болезни, называется приобретенным. Специфический иммунитет обеспечивается механизмами иммунитета и имеет гуморальные и клеточные основы. Чужеродные частицы–антигены могут поселяться в организме животного, проникнув в него через кожу, нос, рот, глаза, уши. К счастью, большинство этих «врагов» при попытке проникнуть внутрь организма погибают. Организм животных содержит большое количество желез и тканей, которые по команде центральной нервной системы вырабатывают так называемые иммунокомпетентные клетки. Они же, находясь в состоянии постоянной «боевой готовности», выполняют определенные функции.