Реферат: Противоинфекционный иммунитет

Оглавление:
Введение
Барьеры против вирусных инфекций
Неспецифические факторы защиты
Приобретённый иммунитет
Стратегии противоборства
Список литературы

Дата добавления на сайт: 17 марта 2024


Скачать работу 'Противоинфекционный иммунитет':


Оглавление:
Введение
Барьеры против вирусных инфекций
Неспецифические факторы защиты
Приобретённый иммунитет
Стратегии противоборства
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ.
Иммунитет к инфекциям представляет собой постоянное поле сражения между паразитирующими микроорганизмами и защитными механизмами хозяина. Стратегия мутирующих микробов состоит в том, как противостоять действию этих механизмов. Организм здорового человека защищается от болезнетворных агентов с помощью разных физиологических механизмов. К числу таких защитных приспособлений относятся в первую очередь механические (кожа, слизистые оболочки) и химические (кислая среда желудка, жирные кислоты в составе пота, лизоцим в составе слезной жидкости и слюны) барьеры.
Во внутренней среде организма присутствуют клетки и молекулы, которые специализируются на защитной функции. Часть из них являются механизмами врожденного иммунитета, т.е. присутствуют в организме еще до встречи с каким-либо болезнетворным организмом или чужеродной молекулой. Их называют факторами неспецифической защиты, т.к. их защитные функции лишены избира-тельности. К ним относятся фагоцитирующие клетки крови и тканей, а также особый класс лимфоцитов, получивший название натуральных киллеров. Неспецифическую защиту организма обеспечивают также многочисленные молекулы, продуцируемые и секретируемые вышеназванными клетками, лимфоцитами, клетками печени (белки системы комплемента, цитокины).
Наряду с этим, внутренняя среда организма защищена от проникающих в нее чужеродных макромолекул, в том числе от патогенных микробов, механизмами иммунного ответа. Эти механизмы представляют специфическую защиту и приобретаются организмом после контакта с конкретным чужеродным веществом, называемым антигеном. Действие этих механизмов строго избирательно и распространяется только на конкретный антиген, который индуцировал иммунный ответ. Реализация иммунного ответа является функцией высокоспециализированной иммунной системы организма. Основные защитные функции иммунной системы - распознавание и элиминацию чужеродных макромолекул - осуществляют иммунокомпетентные клетки (лимфоциты), а также продуцируемые и секретируемые ими макромолекулы - антитела (иммуноглобулины). Иммунный ответ является одним из компонентов общей системы защиты организма, в которой все вышеперечисленные клетки и молекулы взаимосвязаны.
БАРЬЕРЫ ПРОТИВ ИНФЕКЦИЙ.
Первой линией обороны против инфекционных агентов служит кожа и слизистые оболочки, которые препятствуют проникновению микробов в ткани и выделяют вещества, оказывающие бактерицидное действие.
Бактерии, адгезировавшие к коже, удаляются при слущивании эпидермиса. При патологических условиях слущивание усиливается, могут отторгаться целые пласты (образование перхоти, шелушение при некоторых инфекционных болезнях). Некоторые авторы считают клетки многослойных эпителиев способными к фагоцитозу, т.е. к активному противодействию микробам (против этой гипотезы свидетельствует бедность этих клеток органеллами, необходимыми для фагоцитарной деятельности). Механическая защита, осуществляемая эпителием, дополняется секреторной деятельностью кожных желез - потовых и сальных. Молочная кислота пота и ненасыщенные жирные кислоты сальных желез обладают бактерицидным действием. Слизь, выделяемая стенками некоторых внутренних органов, действует как защитный барьер, препятствующий прикреплению бактерий к эпителиальным клеткам. Микробы и другие чужеродные частицы, захваченные слизью, удаляются механическим путем - за счет движения ресничек эпителия, с кашлем и чиханием. К другим механическим факторам, способствующим защите поверхности эпителия, можно отнести вымывающее действие слез, слюны и мочи. Во многих жидкостях, секретируемых организмом, содержатся бактерицидные компоненты, такие, как кислота в желудочном соке, продукты расщепления жирных кислот в тонкой кишке, спермин и цинк в сперме, лактопероксидаза в молоке и лизоцим в слезах, носовых выделениях и слюне.
Функцию защиты во внешних секретах организма выполняет также секреторный иммуноглобулин класса А (sIgA). Он содержится в секретах и на слизистых оболочках слюнных желез, носа, рта, бронхов, влагалища, кишечника, мочеточников, мочевого пузыря.
Секреторный IgA ингибирует адсорбцию и размножение бактерий на слизистых оболочках путем блокады поверхностных антигенов, посредством которых бактерии прикрепляются к слизистой оболочке. Streptococcus mutans, являющийся основным возбудителем кариеса, вырабатывает полимеры декстран и леван, посредством которых он приклеивается к гладкой поверхности зубов. Специфическая антисыворотка против этого вида ингибирует глюкозилтрансферазу, синтезирующую полимер декстран. Антисыворотка ингибирует также прилипание микробных клеток к эпителию слизистых оболочек и к поверхности зубов в результате ее взаимодействия с этим полисахаридом. Защитный эффект sIgA может быть обусловлен также ингибицией нейраминидазной активности бактерий (с помощью нейраминидазы бактерии преодолевают муцинозный слой слизистых, отщепляя от поверхностных гликопротеинов и олигосахаридов эпителиальных клеток сиаловую кислоту, что приводит к изменению поверхностного заряда мембран, а следовательно и транспорта активных катионов, уменьшению межклеточного взаимодействия, нарушению физико-химических и функциональных свойств различных тканей, органов и структур). sIgA оказывает также тормозящее действие на продукцию хондроитинсульфатазы. Механизм антимикробного действия sIgA определяется его способностью блокировать антигенные компоненты и ингибировать прикрепление микробов к слизистым оболочкам, их рост, а также ферментативную активность. Если инфекционный агент все же преодолевает барьер из sIgA, он встречается с другой защитной линией секреторной системы, основную роль в которой играет IgE. Контакт IgE с антигеном приводит к высвобождению медиаторов тучными клетками, привлекающих эффекторные клетки и молекулы иммунного ответа и индуцирующих острое локальное воспаление.
В последнее время показано, что эпителиальные клетки слизистых оболочек способны вырабатывать в ответ на бактериальную инвазию хемотактические цитокины, привлекающие в участок инфицирования лейкоциты. Так, клетки кишечного и цервикального эпителия в ответ на инфицирование секретировали интерлейкин-8 (IL-8) - высокоэффективный хематтрактант и активатор лейкоцитов (нейтрофилов, базофилов, Т-лимфоцитов).
Особой формой защиты от инфекции является механизм микробного антогонизма, связанный с нормальной бактериальной флорой человека. Эти бактерии, в норме постоянно присутствующие на слизистых оболочках, угнетают рост многих потенциально патогенных микроорганизмов и грибов вследствие конкуренции за необходимые питательные вещества или выработки кислот. Например, патогенная флора влагалища угнетается молочной кислотой, которая вырабатывается одним из видов бактерий-комменсалов. Эти бактерии метаболизируют гликоген, секретируемый клетками влагалищного эпителия. Если защитные комменсалы повреждены антибиотиками, то чувствительность к возможному инфицированию Candida и Clostridium difficile возрастает.
Таким образом, барьерные устройства организма нельзя считать пассивными образованиями, лишь ограждающими остальные органы и ткани от внешней среды. Многие из покровных клеточных элементов слизистых оболочек способствуют защите от микробов, выделяя иммуноглобулины и лизоцим, а также слизь и другие вещества, помогающие предохранять организм от потенциально опасных представителей микрофлоры. Все же в полной мере активная клеточная и гуморальная защита проявляется при попадании микробов во внутреннюю среду организма.
НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЗАЩИТЫ
( врожденный иммунитет ).
Рассмотренные выше барьеры служат надежной преградой для большинства микробов, населяющих внешнюю среду или входящих в состав нормальной микрофлоры организма. Однако, кожа и слизистые оболочки нередко испытывают повреждения, открывающие доступ в ткани инфекционным агентам. Некоторые патогенные микробы приобрели способность самостоятельно или при помощи кровососущих насекомых проникать через эпителиальные покровы. В таких случаях вступают в действие особые механизмы защиты внутренних органов и тканей. Ее осуществляют клеточные элементы, способные к фагоцитозу, и гуморальные факторы - лизоцим, комплемент, а также антитела, постоянно имеющиеся в плазме крови.
Фагоцитоз (в данном случае) - поглощение частиц специальными подвижными и фиксированными клетками крови и тканей. Будучи первичным способом поглощения пищи одноклеточными организмами, в процессе эволюции фагоцитоз превратился в высокоэффективный способ защиты внутренней среды организма от чужеродных макромолекул и клеток у всех видов животных.
У млекопитающих фагоцитоз осуществляют две системы клеток - полиморфонуклеары, или гранулоциты, и мононуклеарные фагоциты, или макрофаги. Распознавание «чужого» агента фагоцитами осуществляется непосредственно или при помощи антител и комплемента.
Полиморфноядерные фагоциты (гранулоциты) имеют общего костно-мозгового предшественника с другими форменными элементами крови и доминируют среди других лейкоцитов у человека. Предшественники активно пролиферируют, а в резерв входят неделящиеся, созревающие гранулоциты. Выход полиморфонуклеаров из костного мозга может повышаться в несколько раз под влиянием воспалительных стимулов, что расценивается как признак острой инфекции. Такой усиленный выход гранулоцитов из резерва могут индуцировать бактериальные липополисахариды, противовоспалительные цитокины (IL-1, TNF), С3-фракция активированного комплемента, кортикостероиды. Полиморфноядерные лейкоциты первыми мобилизуются в очаг воспаления и от их активности зависит элиминация возбудителя. В крови продолжительность жизни этих клеток составляет несколько дней, в тканях - несколько часов. По строению и морфологическим особенностям ядерного аппарата и по способности гранул окрашиваться гранулоциты разделяют на нейтрофилы, базофилы и эозинофилы. 90-95% всех гранулоцитов в крови человека составляют нейтрофилы. Макрофаги образуются из промоноцитов костного мозга, которые после дифференцировки в моноциты крови в конце концов задерживаются в тканях в виде зрелых макрофагов, и формируют систему мононуклеарных фагоцитов. К ней относятся гистиоциты рыхлой соединительной ткани, купферовские клетки печени, перитониальные макрофаги брюшной полости, альвеолярные макрофаги легких, клетки Лангерганса в эпидермисе, клетки микроглии в нервной ткани, остеокласты и хондрокласты, а также макрофаги стромы тимуса, селезенки, лимфатичческих узлов. В отличие от полиморфоядерных лейкоцитов макрофаги - долгоживущие клетки. Фиксированные макрофаги, способные к фагоцитозу и богатые лизосомальными ферментами, обладают ограниченной фагоцитарной активностью и малым числом мишеней. Их фагоцитарная способность связана с функцией данного органа или ткани. Так, альвеолярные макрофаги ответственны за очищение от вдыхаемых чужеродных частиц различной природы, клетки ретикуло-эндотелиальной системы тимуса фагоцитируют только лимфоциты, остеокласты - только элементы костной ткани и т.д. К системе мононуклеарных фагоцитов относят также образующиеся в результате слияния макрофагов многоядерные гигантские клетки, обнаруживающиеся в очагах воспаления.
Циркулирующие моноциты-макрофаги привлекаются в очаги повреждения хемотаксическими факторами, которые происходят из системы комплемента, образуются Т-лимфоцитами или бактериями. Здесь они дифференцируются в тканевые макрофаги и активируются, что сопровождается повышением метаболической и бактерицидной активности.
Макрофаги принимают самое активное участие в неспецифической защите от патогенных микроорганизмов, в раннем воспалительном ответе на инфекцию, а также в запуске специфического иммунного ответа (посредством презентации MHC-антигена II класса T-хелперам), в клеточно-опосредованном иммунном ответе и в эффекторной фазе гуморального имунного ответа. В процессе кооперативного взаимодействия с другими клетками макрофаги синтезируют и выделяют многие цитокины, регулирующие имунный ответ. Т.о., макрофаги занимают промежуточное положение между специфическими и неспецифическими защитными реакциями и являются как бы связующим звеном между этими двумя типами ответа организма на инфекцию.
Чтобы осуществился фагоцитоз, должна произойти адгезия микроба на поверхности нейтрофила или макрофага. Это достигается либо за счет примитивного механизма узнавания, основанного на взаимодействии углеводных остатков, либо при помощи опсонинов. Опсонизирующие реакции повышают фагоцитарную активность в отношении микробов, а также способствуют разрушению малигнизированных и инфицированных вирусами клеток. Наиболее выраженное опсонизирующее действие оказывают IgG, C3b-компонент комплемента, а также фибронектин и С-реактивный белок. Опсонины связываются с чужеродными частицами и с рецепторами для Fc-фрагмента Ig или для С3-компонента комплемента на мембране фагоцитов. Возникший при этом сигнал воспринимается системой цитоскелета фагоцита, вследствие чего вдоль опсонизированных частиц вытягиваются псевдоподии и заключают их в вакуоль (фагосому). Захваченная клетка или макромолекула подвергается действию целого ряда бактерицидных механизмов обезвреживания.
Ряд микробов, будучи фагоцитированы, погибают в анаэробных условиях цитоплазмы. Бактерицидность обусловлена также снижением в вакуолях рН до 4,0 при котором многие бактерии погибают. Кроме того, при таком рН более активны лизосомальные ферменты: лизоцим, липазы, нуклеазы, пероксидазы, протеазы, эстеразы, карбогидразы, фосфорилазы, В-глюкоуронидаза, нейраминидаза и др. Все эти энзимы, вызывающие деструкцию бактериальных клеток, обнаружены в гранулах макрофагов и нейтрофилов. Весь процесс катаболизма происходит внутри вакуоли, поэтому собственные вещества клетки не перевариваются. Помимо лизосомальных ферментов кислороднезависимая бактерицидность фагоцитов обусловлена катионными белками и лактоферрином. Катионные белки разрушают бактериальную мембрану как за счет протеиназного эффекта (нейтральная протеиназа катепсин G), так и за счет непосредственного присоединения к поверхности микроорганизма (например, дефенсины, встраиваясь в бактериальную мембрану, перфорируют её, образуют неконтролируемый канал, что ведет к гибели клетки). Лактоферрин, содержащийся в специальных гранулах нейтрофилов, связывает железо, необходимое для метаболических процессов бактерий, чем подавляет их рост. Такое же действие оказывает калпротектин нейтрофилов, связывающий цинк. Весь набор ферментов нейтрофилов может действовать не только внутри клетки, но и высвобождаться в окружающие ткани, уничтожая таким образом паразитов, не подвергающихся фагоцитозу по своим размерам.
На дегрануляции основана и защитная функция эозинофилов и базофилов. Особенностью эозинофилов является экспрессия на их мембранах Fc-рецепторов, специфичных для IgЕ. В связи с этим их эффекторная функция проявляется в основном в противопаразитарном иммунном ответе, при котором образуются специфические антитела, относящиеся к классу IgE. При помощи Fc-рецепторов эозинофилы прикрепляются к паразитам, покрытым соответствующими антителами, через Fc-фрагмент или при помощи CR1-рецепторов - к паразитам, опсонизированным С3b-компонентом комплемента. После этого происходит дегрануляция эозинофилов с выбросом катионных белков, пероксидазы, арилсульфатазы, фосфолипазы, гистаминазы, а также главного основного белка (MBP), который обладает выраженным паразитоцидным действием.
Базофилы среди лейкоцитов крови представляют собой функциональные аналоги тучных клеток тканей. На мембранах базофилов экспрессированы Fc-рецепторы для IgE, при перекрестном сшивании которых антигеном, происходит дегрануляция клеток и запуск местного воспалительного ответа. Гранулы базофилов содержат гепарин, препятствующий свертыванию крови, которое ограничивало бы поступление клеток в очаг, гистамин и серотонин, расширяющие кровеносные сосуды, повышающие их проницаемость, способствующие миграции лейкоцитовв из кровяного русла в очаг воспаления, а также фактор привлечения эозинофилов и некоторые ферменты (пероксидаза, супероксиддисмутаза, химотрипсин, арилсульфатаза, галактозидаза). Быстрый воспалительный ответ, запущенный базофилами является защитным, т.к. способствует быстрой мобилизации фагоцитов и антител в очаг инфекции. Для проявления кислородзависимой бактерицидности фагоцитов нужны метаболические изменения. Усиление метаболизма, вызванное процессом фагоцитоза, интенсифицирует окисление глюкозы (гексозомонофосфатный шунт). В результате генерируется НАДФ.Н, который используется для восстановления молекулярного кислорода, связанного с уникальным мембранным цитохромом. Это вызывает бурное потребление О2 . В результате образуется супероксиданион (О-), пероксид водорода (Н2О2), синглетный активный кислород (О.) и гидроксильные радикалы (ОН-), оказывающие мощное бактерицидное действие. Более того, сочетание пероксила, миелопероксидазы и ионов галогенов создает мощную систему галогенирования, способную вызвать гибель как бактерий, так и вирусов. Микробные клетки обычно погибают в фагоцитах в течение нескольких минут. После переваривания бактерий продукты деградации высвобождаются из клетки, либо содержимое вакуоли растворяется в цитоплазме и фагоцит аутолизируется.
Фагоцитоз является довольно надежным механизмом защиты организма от инфекционных агентов, но следует помнить, что “включение” этой системы возможно только при условии сближения фагоцита и микроорганизма, адгезии микроорганизма на поверхности фагоцита и активации мембраны фагоцита, которая приводит к поглощению микроорганизма. Ряд бактерий действительно продуцирует химические соединения, направленно привлекающие фагоциты, некоторые бактерии сами прикрепляются к поверхности фагоцита, а другие способны спонтанно подать мембране индуцирующий сигнал. Однако, патогенные микроорганизмы постоянно претерпевают мутации и способны настолько видоизменяться, что выходят из под контроля защитных механизмов. Решить эту проблему помогает другая эволюционно древняя система защиты организма от инфекционных агентов - система комплемента.
Система комплемента - это комплекс растворимых белков и белков клеточной поверхности, взаимодействие которых опосредует разные биологические эффекты: разрушение (лизис) чужеродных клеток, привлечение лейкоцитов в очаг воспаления (хемотаксис), облегчение фагоцитоза (опсонизация) и др. Большая часть компонентов комплемента синтезируется гепатоцитами и мононуклеарными фагоцитами. Компоненты комплемента циркулируют в крови в неактивной форме. При определенных условиях самопроизвольный каскад ферментативных реакций ведет к последовательной активации каждого из компонентов системы комплемента.
Существуют два взаимосвязанных пути активации комплемента: классический и альтернативный.
Классический путь начинается связыванием с комплексом...

Похожие материалы:

Реферат: Инфекция и иммунитет

Реферат: Иммунитет

Реферат: Противоопухолевый иммунитет

Реферат: Иммунитет. Методы повышения и укрепления иммунитета. Причины иммунодефицита человека