Фагоцитоз как важнейшая реакция организма

 

 

Содержание работы:

 

1. Фагоцитоз как важнейшая реакция организма...................................2
2. Характеристики клеток – фагоцитов....................................................7
3. Антитела и их роль в организме..........................................................11
4. Список использованной литературы...................................................17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фагоцитоз как важнейшая реакция организма

 

Иммунитет выражает общую реактивность организма и объединяет многие взаимосвязанные явления: иммунитет — невосприимчивость животных к заразным (инфекционным) болезням; реакцию биологической несовместимости тканей — попадание тканей животных одного вида в организм другого вида (гетерогенные, или филогенные); попадание тканей животного одной иммунологической группы в организм с другой иммунологической группой в пределах вида (изогенные); взаимодействие патологических тканей, образовавшихся в организме (при опухолях, воспалении), со здоровыми тканями, эмбриональных тканей с тканями взрослого организма; реакцию повышенной чувствительности организма (анафилаксия и аллергия); явления привыкания организма к ядам.

Барьерная функция — совокупность физических, физико-химических и биохимических процессов, лежащих в основе биологической проницаемости тканей. В организме различают внешние и внутренние барьерные приспособления. К внешним приспособлениям относят кожу и слизистые оболочки. Неповрежденная кожа — естественный барьер, предохраняющий организм от проникновения в него механических, химических и инфекционных раздражителей. Кожа непроницаема для большинства микроорганизмов, лишь отдельные возбудители проникают через отверстия выводных протоков потовых и сальных желез. Секреты кожи в отношении многих патогенных микроорганизмов (гемолитический стрептококк, кишечная палочка) бактерицидны. Бактерицидные свойства кожи зависят от кислотности пота, наличия в секрете сальных желез некоторых липидов, действующих антисептически. В защитной функции кожи также играет роль ее рецепторный аппарат (возникновение оборонительного рефлекса). При различных нарушениях рецепторного аппарата кожи может повышаться ее проницаемость, в ней возникает расстройство обмена веществ, снижается ее сопротивляемость к патогенным раздражителям. Проникновению возбудителей в организм препятствуют также слизистые оболочки глаз, носоглотки, дыхательных, пищеварительных и мочеполовых путей. Способствует этому секрет слизистых желез, смывающий инородные тела (в том числе и микроорганизмы) и разбавляющий химические вещества. Имеют определенное значение и выделяемые слизистыми оболочками некоторые бактерицидные вещества (лизоцим). Например, лизоцим путем ферментативного действия способен растворить некоторые микробы (холерные вибрионы, менингококки). Защитную функцию выполняет и мерцательный эпителий дыхательных путей. Благодаря колебаниям ресничек в сторону носоглотки наружу выводятся микроорганизмы и инородные тела. Способствуют очищению дыхательных путей двигательные оборонительные рефлексы, кашель, чихание. Бактерицидным действием обладает желудочный сок, а желчь и секрет кишечника отчасти имеют и антисептические свойства. Своеобразную защитную роль выполняет кишечная микрофлора. Микроорганизмы кишечника предохраняют организм от патогенных возбудителей. Происходит своеобразная борьба (конкуренция) между разными видами микроорганизмов. Нередко постоянная микрофлора, как более адаптированная к местным условиям, доминирует, препятствуя развитию и проникновению в организм патогенных микроорганизмов. Внутренние приспособительные барьеры представляют собой сложную систему, способную предохранить его ткани и органы от действия болезнетворных факторов. К внутренним барьерам относятся:

а) лимфатические узлы — способны задерживать микробы в ткани фолликулов, а также участвуют в образовании специфического иммунитета; б) ретикулоэндотелиальные клетки различных органов (печени, селезенки, лимфатических узлов, костного мозга, гисгиоцигы соединительной ткани);

в) печень — обладает способностью обезвреживать токсические продукты (аммиак превращается в мочевину, индол в индикан), некоторые микроорганизмы подвергаются в ней фагоцитозу;

г) плацента — защищает плод болезнетворных раздражителей химического или биологического характера;

 д) гематоэнцсфалическнй, или ликворный, барьер (мозговые оболочки, эпендима желудочков, хориоцидальные сплетения и сосудистый эндотелий мозга) — регулирует и поддерживает постоянство химического состава и другие свойства внутренней среды мозга.

На развитие и жизнедеятельность возбудителей инфекции неблагоприятно влияют биохимические и физико-химические свойства тканей. В этом отношении последние играют определенную роль защиты. Организм способен противодействовать патогенным микробам и токсинам при помощи реакции иммунитета. Сыворотка крови животных содержит специфические антитела, принимающие участие в реакциях специфического иммунитета, а также особые неспецифические вещества, обладающие свойствами бактерицидности. К факторам неспецифического иммунитета относят пропердин — белок, мигрирующий в бета-глобулиновой области (содержание в крови до 0,03%). Его молекулярная масса в 8 раз превышает молекулярную массу гамма-глобулина. Пропердин в присутствии комплемента и ионов магния (пропердиновая система) обладает бактерицидным действием на многие патогенные микроорганизмы. К неспецифическим веществам сыворотки относят лейкин (выделяется при распаде лейкоцитов); интерферон — особый белок, образующийся в клетках лимфоидного ряда при вирусной инфекции; он подавляет размножение вирусов гриппа и энцефалита.

 

Важнейшей реакцией иммунитета является фагоцитоз (внутриклеточное переваривание микроорганизмов). Учение о фагоцитозе создал великий русский ученый И. И. Мечников. Он основоположник учения о фагоцитозе и иммунитете. Фагоцитозом (греч. phago — пожираю и cytos — клетка) называется способность различных соединительнотканных клеток — фагоцитов захватывать и переваривать микробы и животные клетки. В результате многолетних наблюдений И. И. Мечников установил, что фагоцитоз очень распространен в природе. У низших одноклеточных и многоклеточных организмов функции питания и фагоцитоз совершаются одними и теми же клетками; у высокоорганизованных животных фагоцитоз осуществляется только специфическими мезенхимными клетками — фагоцитами. Из клеток крови обладают фагоцитарной способностью полиморфно-ядерные клетки, названные И. И. Мечниковым микрофагами. Основная функция лейкоцитов крови (подвижные фагоциты) — захватывать микробы и мелкие частицы. К макрофагической системе относятся клетки мезенхимного происхождения: ретикулоэндотелий печени, селезенки, костного мозга, надпочечников и лимфатических желез, подвижные фагоциты соединительной ткани (гистиоциты, плазмоциты) и мононуклеары крови. Микрофаги поглощают возбудителей острых инфекций — стрептококков, стафилококков, пневмококков. Они захватывают обычно возбудителей хронических инфекций (туберкулез), а также частицы отмирающих клеток и продукты распада. Имеются данные, что в фагоцитирующей клетке увеличивается потребление кислорода и повышаются окислительные процессы, активируются обмен веществ и различные ферментативные системы. Функция фагоцитирования осуществляется вследствие использования основного энергетического материала — гликогена, а также аденозинтрифосфорной кислоты и особенно адениловой кислоты.

Вещества, угнетающие гликогенолиз (мышьяковистокислый калий, флоридзин), тормозят фагоцитоз; адениловая кислота, наоборот, его активирует. Во время фагоцитоза наблюдается усиление деятельности всех микроструктур цитоплазмы (энергетические процессы в митохондриях, биосинтез белка в рибосомах, ферментативные процессы в лизосомах). И. И. Мечников методом сравнительного наблюдения над животными, достигшими разных ступеней эволюционного развития, доказал, что между активностью фагоцитоза и резистентностью организма к инфекции существует прямая зависимость: чем активнее фагоцитоз по отношению к микробам, тем отчетливее выражен к ним иммунитет, и наоборот. Например, у кур, голубей и у других птиц наблюдается устойчивость к возбудителю сибирской язвы, так как у них активно выражен фагоцитоз этих возбудителей. Напротив, кролик легко заболевает сибирской язвой — у него недостаточно выражен фагоцитоз возбудителя сибирской язвы. Резистентность организма можно искусственно повысить или понизить путем усиления или ослабления его фагоцитарной реакции. Экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что у иммунизированных животных фагоцитоз к соответствующему микробу более выражен, чем у неиммунизированных. И. И. Мечников первым доказал связь процессов иммунитета с функцией активной мезенхимы. В дальнейшем это явилось основой учения о так называемой ретикулоэндотелиальной системе, которой отводится значительное место в развитии иммунитета, воспаления и других физиологических и патологических процессов. В механизме иммунитета значение ретикулоэндотелиальной или макрофагальной системы подтверждается экспериментами с блокированием (введением в кровь коллоидных веществ) или удалением селезенки (богатой элементами ретикулоэндотелия), в результате чего у животного понижается резистентность к инфекции. Также установлено, что в реакциях иммунитета участвуют лимфоциты и плазматические клетки, являющиеся продуцентами антител. Плазматические клетки происходят из ретикулярных клеток селезенки и лимфатических узлов, характеризуются базофильностью цитоплазмы (вследствие повышенного содержания в них рибонуклеиновой кислоты). 
 

 

 

 

Характеристики клеток – фагоцитов

 

Фагоцитоз осуществляют клетки фагоциты – это важные клетки иммунной системы. Фагоциты циркулируют по организму в поиске чужеродных клеток. Когда агрессор найден, происходит его связывание при помощи рецепторов. После фагоцит поглощает агрессора. Подобный процесс длится около 9 минут. Внутри фагоцита бактерия попадает в состав фагосомы, которая в течение минуты сливается с гранулой или лизосомой, содержащими ферменты. Микроорганизм погибает под воздействием агрессивных пищеварительных ферментов либо в результате дыхательного взрыва, при котором высвобождаются свободные радикалы. Все клетки фагоциты находятся в состоянии готовности и могут быть призваны в определённое место, где необходима их помощь, при помощи цитокинов. Цитокины – это сигнальные молекулы, играющие важную роль на всех этапах иммунного ответа. Молекулы трансфер факторы – это одни из наиболее важных цитокинов иммунной системы. С помощью цитокинов, фагоциты также обмениваются информацией, вызывают другие фагоцитарные клетки к источнику инфекции, активируют «спящие» лимфоциты. 
Фагоциты человека и других позвоночных делят на «профессиональные» и «непрофессиональные» группы. Этот раздел основывается на эффективности, с которой клетки участвуют фагоцитозе. Профессиональные фагоциты - это моноциты, макрофаги, нейтрофилы, тканевые дендритические клетки и тучные клетки.

 

Моноциты – это клетки крови, которые относятся к группе лейкоцитов. Моноциты называют «дворниками организма» из-за их удивительных возможностей. Моноциты поглощают клетки болезнетворных агентов и их фрагменты. При этом количество и размер поглощаемых объектов могут быть в 3 – 5 раз больше, чем те, которые способны поглощать нейтрофилы. Моноциты могут поглощать и микроорганизмы, находясь в среде с повышенной кислотностью. Другие лейкоциты на такое не способны. Моноциты также поглощают все остатки «борьбы» с патогенными микробами и тем самым создают благоприятные условия для восстановления тканей в местах воспаления. Собственно за эти способности моноциты и получили название «дворники организма».

 

Макрофаги, дословно «большие пожиратели» - это большие иммунные клетки, которые захватывают и затем по частям уничтожают чужеродные, мертвые или поврежденные клетки. В том случае, если «поглощенная» клетка является инфицированной или злокачественной, макрофаги оставляют нетронутыми ряд ее чужеродных компонентов, которые затем используются в качестве антигенов для стимуляции образования специфичных антител. Макрофаги путешествуют по организму в поисках проникших сквозь первичные барьеры чужеродных микроорганизмов. Макрофаги находятся по всему телу почти во всех тканях и органах. Расположение макрофага можно определить по его размеру и внешнему виду. Продолжительность жизни тканевых макрофагов от 4 до 5 дней. Макрофаги могут быть активированы для выполнения таких функций, которые моноцит выполнить не может. Активированные макрофаги играют важную роль в разрушении опухолей путём образования фактора некроза опухоли альфа, гамма-интерферона, оксида азота, реактивных форм кислорода, катионных белков и гидролитических ферментов. Макрофаги выполняют роль уборщиков, избавляя организм от изношенных клеток и другого мусора, а также роль антиген-презентующих клеток, активирующих звенья приобретённого иммунитета человека.

 

Нейтрофилы обитают в крови и представляют собой наиболее многочисленную группу фагоцитов, обычно представляющую около 50% -60% общего количества циркулирующих лейкоцитов. Диаметр этих клеток около 10 микрометров и живут только в течение 5 дней. Во время острой фазы воспаления нейтрофилы мигрируют к очагу воспаления. Нейтрофилы – это первые клетки, реагирующие на очаг инфекции. Как только поступает соответствующий сигнал, они, примерно, в течение 30 минут выходят из крови и достигают места инфекции. Нейтрофилы быстро поглощают чужеродный материал, но после этого не возвращаются в кровь. Гной, который образуется в очаге инфекции – это мертвые нейтрофилы.

 

Дендритные клетки – это особые антиген-презентующие клетки, которые имеют длинные отростки (дендриты). С помощью дендритов осуществляется поглощение патогенов. Дендритные клетки располагаются в тканях, которые контактируют с окружающей средой. Это, в первую очередь, кожа, внутренняя оболочка носа, лёгких, желудка и кишечника. После активации, дендритные клетки созревают и мигрируют в лимфатические ткани и там взаимодействуют с Т- и B-лимфоцитами. В результате этого возникает и организовывается приобретённый иммунный ответ. Зрелые дендритные клетки активируют Т-хелперы и Т-киллеры. Активированные Т-хелперы взаимодействуют с макрофагами и B-лимфоцитами чтобы и их, в свою очередь, активировать. Дендритные клетки, помимо всего этого, могут воздействовать на возникновение того или иного типа иммунного ответа.

 

Тучные клетки поглощают,  убивают грамотрицательные бактерии и обрабатывают их антигены. Они специализируются на обработке фимбриальных белков на поверхности бактерий, которые участвуют в прикреплении к тканям. Также тучные клетки образовывают цитокины, которые запускают реакцию воспаления. Это важная функция в деле уничтожения микробов, потому что цитокины привлекают больше фагоцитов к месту инфекции.

 

К «непрофессиональным» фагоцитам относятся фибропласты, паренхиматозные, эндотелиальные и эпителиальные клетки. Для таких клеток фагоцитоз является не главной функцией. Каждые из них выполняют какие-либо другие функции. Это связано с тем, что «непрофессиональные» фагоциты не имеют специальных рецепторов, таким образом, они являются более ограниченными, чем «профессиональные».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Антитела и их роль в организме

В то время как природа антигенов может быть различной, антитела состоят только из белков, к тому же особой структуры, так называемые гамма-глобулины. Известно два типа молекул гамма-глобулинов. Первый тип с молекулярной массой 1 млн. дальтон в ответ на антигенные действия появляется быстрее, хотя активность его невысокая. Через некоторое время синтезируются значительно более активные антитела, но с меньшей молекулярной массой, равной 160 тыс. дальтон.

В отличие от антигенов, которые поливалентные, антитело обладает только двумя активными центрами. О структуре антител стало известно после опытов по расщеплению гамма-глобулинов ферментами (папаином и др.). При этом антитело не разрушалось, а расщеплялось на две полипептидные цепи. Антитела в организме можно обнаружить в сыворотке крови, лимфе, молоке, спинномозговой жидкости. Они появляются через 5-7 дней после проявления действия антигена, способны накапливаться и в конце концов выводятся из организма. Длительность их сохранения зависит от состояния организма, природы и дозы антигена, а также от повторяемости поступления антигена в организм.

Условно антитела делят на нейтрализующие (антитела к. ферментам), растворяющие (цитолизины и гемолизины), коагулирующие (преципитины и агглютинины). Считают, что антитело едино (по структуре), но в разных реакциях может проявлять себя в зависимости от условий и места встречи с антигеном. Кроме того, известны антитела, которые не преципитируют и проявляются при повышенной чувствительности организма к антигену. Это так называемые реагины, действующие в аллергических реакциях.

В результате исследования установлено пять классов иммуноглобулинов. Наиболее распространенный обозначается символом JgG; он представляет собой около 90% общей активности антитела, находится как в крови, так п вне сосудов, способен связывать комплемент, может проникать через плаценту у животных, а оттуда пассивно в организм плода. Иммуноглобулин М находится преимущественно в сосудах, первым участвует в иммунном ответе, связывает комплемент и представляет 7-10% общей активности антител. Иммуноглобулин А есть как в крови, так и вне сосудов. В высоких концентрациях в слюне, молозиве, слезной жидкости, влагалищной слизи много его у копытных животных. Обнаружены также JgA, JgE. Активный центр антител, место, в котором может произойти соединение с антигеном, названо паратопом.