Гуморальные факторы защиты

Механизмы формирования защитных реакций

 

Защита организма от всего чужеродного (микроорганизмов, чужеродных макромолекул, клеток, тканей) осуществляется с помощью неспецифических факторов защиты и специфических факторов защиты – иммунных реакций.

Неспецифические факторы защиты возникли в филогенезе раньше, чем иммунные механизмы и первыми включаются в защиту организма от различных антигенных раздражителей, степень их активности не зависит от иммуногенных свойств и кратности воздействия патогена.

Иммунные факторы защиты действуют строго специфически (на антиген-А вырабатываются только анти-А-антитела или анти-А-клетки), и в отличие от неспецифических факторов защиты сила иммунной реакции регулируется анти­геном, его типом (белок, полисахарид), количеством и кратностью воздействия.

К неспецифическим факторам защиты организма относятся:

1. Защитные факторы кожи и слизистых оболочек.

Кожа и слизистые покровы образуют первый барьер защиты организма от инфекций и других вредных воздействий.

2.Воспалительные реакции.

3.Гуморальные вещества сыворотки и тканевой жидкости (гуморальные факторы защиты).

4.Клетки с фагоцитарными и цитотоксическими свойствами (клеточные факторы защиты),

Специфические факторы защиты или иммунные механизмы защиты включают:

1. Гуморальный иммунитет.

2. Клеточный иммунитет.

 

1. Защитные свойства кожи и слизистых оболочек обусловлены:

а) механической барьерной функцией кожи и слизистых покровов. Нор­мальная неповрежденная кожа и слизистые оболочки непроницаемы для микро­организмов;

б) присутствием на поверхности кожи жирных кислот, смазывающих и обеззараживающих поверхность кожи;

в) кислой реакцией секретов, выделяющихся на поверхность кожи и сли­зистых оболочек, содержанием в секретах лизоцима, пропердина и других фер­ментативных систем, действующих бактерицидно на микроорганизмы. На кожу открываются потовые и сальные железы, секреты которых имеют кислую рН.

В секретах желудка и кишечника содержатся пищеварительные фермен­ты, которые подавляют развитие микроорганизмов. Кислая реакция желудочно­го сока не пригодна для развития большинства микроорганизмов.

Слюна, слеза и другие секреты в норме обладают свойствами, не допус­кающими развития микроорганизмов.

Воспалительные реакции.

Воспалительная реакция является нормальной реакцией организма. Разви­тие воспалительной реакции приводит к привлечению к месту воспаления фагоцитирующих клеток и лимфоцитов, активации тканевых макрофагов и выделе­нию из клеток, вовлеченных в воспаление, биологически активных соединений и веществ с бактерицидными и бактериостатическими свойствами.

Развитие воспаления способствует локализации патологи­ческого процесса, элиминации из очага воспаления факторов, вызвавших вос­паление, восстановлению структурной целостности ткани и органа. Схематично процесс острого воспаления приведен на рис. 3-1.

 

Р и с. 3-1. Острое воспаление.

Слева направо представлены процессы, происходящие в тканях и сосудах при повреждении тканей и развитии в них воспаления. Как правило, повреждение тканей сопровождается развитием инфекции (на рисунке бактерии обозначены черными палочками). Центральную роль в остром воспалительном процессе играют тканевые тучные клетки, макрофаги и поступающие из крови полиморфно-ядерные лейкоциты. Они являются источником биологически активных веществ, провоспалительных цитокинов, лизосомных ферментов, всех факторов проявления воспаления: покраснение, жар, отек, болезненность. При переходе острого воспаления в хроническое основная роль в поддержании воспаления переходит к макрофагам и Т-лимфоцитам.

Гуморальные факторы защиты.

 

К неспецифическим гуморальным факторам защиты относятся: лизоцим, комплемент, пропердин, В-лизины, интерферон.

Лизоцим. Лизоцим открыт П. Л. Лащенко. В 1909 г. он впервые обнару­жил, что яичный белок содержит особое вещество, способное бактерицидно действовать на некоторые виды бактерий. Позже было установлено, что это действие обусловлено особым ферментом, который в 1922 г. Флемингом назван лизоцимом.

Лизоцим представляет собой фермент мурамидазу. По сво­ей природе лизоцим является белком, состоящим из 130-150 аминокислотных остатков. Оптимальную активность фермент проявляет при рН = 5,0-7,0 и темпе­ратуре +60С°

Лизоцим содержится во многих секретах человека (слезе, слюне, молоке, кишечной слизи), скелетных мышцах, спинном и головном мозге, в околоплод­ных оболочках и водах плода. В плазме крови его концентрация составляет 8,5±1,4 мкг/л. Основная масса лизоцима в организме синтезируется тканевыми макрофагами и нейтрофилами. Снижение титра лизоцима в сыворотке наблюдается при тяжелых инфекционных заболеваниях, воспалении легких и др.

Лизоцим оказывает следующие биологические эффекты:

1) повышает фагоцитоз нейтрофилов и макрофагов (лизоцим, изменяя по­верхностные свойства микробов, делает их легкодоступными фагоцитозу);

2) стимулирует синтез антител;

3) удаление лизоцима из крови приводит к снижению в сыворотке уровня комплемента, пропердина, В-лизинов;

4) усиливает литическое действие гидролитических ферментов на бакте­рии.

Комплемент. Система комплемента открыта в 1899 г. Ж. Борде. Ком­племент представляет собой комплекс белков сыворотки крови, состоящий бо­лее чем из 20 компонентов. Основные компоненты комплемента обозначаются буквой С и имеют номера от 1 до 9: С1, С2, СЗ, С4, С5, С6, С7.С8.С9. (Табл. 3-2.).

 

 

Т а б л и ц а 3-2. Характеристика белков системы комплемента человека.

Обозначение	Содержание углеводов, %	Молекулярная масса, кД	Количество цепей	PI	Содержание в сыворотке, мг/л
Clq	8,5			10-10,6		6,80
С1r2	9,4					11,50
C1s	7,1					16,90
С2	+			5,50		8,90
С4	6,9			6,40		8,30
СЗ	1,5			5,70		9,70
С5	1,6			4,10		13,70
С6						10,80
С7				5,60		19,20
С8				6,50		16,00
С9	7,8			4,70		9,60
Фактор D	-			7,0; 7,4
Фактор В	+			5,7; 6,6
Пропердин Р	+			>9,5
Фактор Н	+
Фактор I	10,7
S-белок, Витронектин	+		1(2) .	3,90
ClInh				2,70
C4dp	3,5	540, 590	6-8
DAF
C8bp
CR1	+
CR2	+
CR3	+
С3а	-				70*
С4а	-				22*
С5а					4,9*
Карбокси-пеп-тидаза М (ин-активатор анафила-токсинов)
Clq-I
M-Clq-I		1-2
Протектин (CD 59)	+	1,8-20

* - в условиях полной активации

 

 

Продуцируются компоненты комплемента в печени, костном мозге, селе­зёнке. Основными клетками продуцентами комплемента являются макрофаги. С1-компонент продуцируется эпителиоцитами кишечника.

Компоненты комплемента представлены в виде: проферментов (эстераз, протеиназ), белковых молекул, не обладающих ферментативной активностью, и в виде ингибиторов системы комплемента. В обычных условиях компоненты комплемента находятся в неактивной форме. Факторами, активирующими систему комплемента, являются ком­плексы антиген-антитело, агрегированные иммуноглобулины, вирусы, бакте­рии.

Активация системы комплемента приводит к активации литических ферментов комплемента C5-C9, – так называемого мембрано-атакующего комплекса (МАК), который, встраиваясь в мембрану животных и микробных клеток, фор­мирует трансмембранную пору, что приводит к гипергидратации клетки и её гибели. (Рис. 3-2, 3-3).

 

Р и с. 3-2. Графическая модель активации комплемента.

 

Р и с. 3-3. Структура активированного комплемента.

 

 

Существует 3 пути активации системы комплемента:

Первый путь - классический. (Рис. 3-4).

 

Р и с. 3-4. Механизм классического пути активации комплемента.

Е – эритроцит или другая клетка. А – антитело.

 

 

При этом способе активация литических ферментов МАК С5-С9 осущест­вляется через каскадную активацию C1q, C1r, С1s, С4, С2, с последующим во­влечением в процесс центральных компонентов СЗ-С5 (Рис.3-2, 3-4). Основным ак­тиватором комплемента по классическому пути являются комплексы антиген-антитело, образованные иммуноглобулинами классов G или М.

 

 

Второй путь – обводной, альтернативный (Рис. 3-6).

Р и с. 3-6. Механизм альтернативного пути активации комплемента.

 

Этот механизм активации комплемента запускается вирусами, бактериями, агрегированными иммуноглобулинами, протеолитическими ферментами.

При этом способе активация литических ферментов МАК С5-С9 начина­ется с активации СЗ компонента. В этом механизме активации комплемента не участвуют первые три компонента комплемента С1, С4, С2, но в активации СЗ дополнительно участвуют факторы В и Д.

Третий путь представляет собой неспецифическую активацию системы комплемента протеиназами. Такими активаторами могут служить: трипсин, плазмин, калликреин, лизосомные протеазы и бактериальные ферменты. Акти­вация системы комплемента при этом способе может происходить на любом от­резке от С 1 до С5.

Активация системы комплемента способна вызывать следующие биоло­гические эффекты:

1) лизис микробных и соматических клеток;

2) содействие отторжению трансплантата;

3) высвобождение из клеток биологически активных веществ;

4) усиление фагоцитоза;

5) агрегацию тромбоцитов, эозинофилов;

6) усиление лейкотаксиса, миграцию нейтрофилов из костного мозга и высвобождение из них гидролитических ферментов;

7) через выделение биологически активных веществ и увеличение прони­цаемости сосудов содействие развитию воспалительной реакции;

8) содействие индукции иммунного ответа;

9) активация свёртывающей системы крови.

 

Р и с. 3-7. Схема классического и альтернативного путей активации комплемента.

Врожденный дефицит компонентов комплемента снижает устойчивость организма к инфекционным и аутоиммунным заболеваниям.

Пропердин. В 1954г. Пиллимер впервые обнаружил в крови особый вид белков, способных активировать комплемент. Этот белок получил название пропердин.

Пропердин относится к классу гамма-иммуноглобулинов, имеет м.м. 180 000 дальтон. В сыворотке здоровых людей он находится в неактивной форме. Активация пропердина происходит после соединения его с фактором В на поверхности клеток.

Активированный пропердин способствует:

1) активации комплемента;

2) освобождению гистамина из клеток;

3) продукции хемотаксических факторов, привлекающих фагоциты к месту воспаления;

4) процессу коагуляции крови;

5) формированию воспалительной реакции.

Фактор В. Представляет собой белок крови глобулиновой природы.

Фактор Д. Протеиназы, имеющие м.м. 23 000. В кро­ви представлены активной формой.

 

Факторы В и Д участвуют в активации комплемента по альтернативному пути.

В-лизины. Белки крови различной молекулярной массы, обладающие бактерицидными свойствами. Бактерицидное действие В-лизины проявляют как в присутствии, так и в отсутствие комплемента и анти­тел.

Интерферон. Комплекс молекул белко­вой природы, способных предотвращать и подавлять развитие вирусной инфек­ции.

Существует 3 типа интерферона:

1) альфа-интерферон (лейкоцитарный), продуцируется лейкоцитами, представлен 25 подтипами;

2) бета-интерферон (фибробластный), продуцируется фибробластами, представлен 2 подтипами;

3) гамма-интерферон (иммунный), продуцируется, главным образом, лимфоцитами. Гамма-интерферон известен как один тип.

Образование интерферона происходит спонтанно, а также под влиянием вирусов.

Все типы и подтипы интерферонов имеют единый механизм антивирусно­го действия. Он представляется следующим: ин­терферон, связываясь со специфическими рецепторами незараженных клеток, вызывает в них биохимические и генетические изменения, приводящие к снижению трансляции м-РНК в клетках и активации латентных эндонуклеаз, кото­рые, переходя в активную форму, способны вызывать деградацию м-РНК как вируса, так и самой клетки. Это приводит к тому, что клетки становятся нечув­ствительными к вирусной инфекции, создавая барьер вокруг очага инфекции.