Предварительные замечания. Явление фагоцитоза было открыто И. И. Мечниковым в 1883- 84 гг. Оно представляет собой захват чужеродных частиц определенными клетками организма с последующим их ферментативным разрушением. У человека способностью к фагоцитозу обладают дифференцированные клетки мононуклеарно-фагоцитарной системы (МФС, старое название - ретикуло-гистоцитарная система, РГС) и гранулоциты. Способность клеток к фагоцитозу у разных биологических видов существенно различается. Так, например, для полиморфно-ядерных лейкоцитов (ПМЯЛ) крупного рогатого скота характерна очень высокая активность фагоцитоза, для ПМЯЛ человека и лошади - средняя, а ПМЯЛ барана, морской свинки и кролика вообще лишены ее.

Процесс фагоцитоза можно разделить на 5 стадий.

1. Миграция фагоцитов к очагу инфекции (пассивная по кровотоку и активная за счет хемотаксиса).

2. Адгезия фагоцита с чужеродной частицей.

3. Поглощение чужеродной частицы в виде фагосомы.

4. Слияние фагосомы с лизосомами с образованием переваривающей вакуоли (фаголизосома).

5. Переваривание захваченного материала.

Предпосылкой фагоцитоза бактериальных клеток является их способность к адгезии. Подлежащий фагоцитозу материал вначале адсорбируется на поверхности фагоцита. В месте контакта с бактерией мембраны фагоцита формируют углубление, затем начинает образовываться псевдоподия, которая в конце концов полностью охватывает микроорганизм. Охватывающая микроорганизм часть мембраны отпочковывается в виде отдельной вакуоли (фагосома). Довольно часто можно наблюдать объединение нескольких фагосом в одну. Амебоидное движение фагоцита и захват им частиц объясняется частично электростатическими эффектами, частично структурными изменениями внутриклеточных коллоидов. Захваченные частицы, как правило, внутри фагосомы полностью разрушаются. Крайне редко наблюдается выталкивание микроба за пределы мембраны или его персистенция внутри вакуоли. Уже через несколько минут после захвата частицы лизосомы выбрасывают свое содержимое внутрь фагосомы, которая превращается таким образом в фаголизосому. Внутри ПМЯЛ наблюдаются 2 типа гранул, специфические и азурофильные. Азурофильные гранулы образуются на стадии програнулоцита; они берут начало от вогнутой поверхности пластинчатого комплекса. Они больше и плотней специфических гранул, в них содержится 90% активности миелопероксидазы и, кроме того, кислая фосфатаза, арилсульфатаза, β-глюкуронидаза, эстераза и 5"-нуклеотидаза. Специфические гранулы, как правило, не содержат миелопероксидазы, но в них находится почти весь лактоферрин и около 50% лизоцима клетки. Они образуются на выпуклой поверхности пластинчатого комплекса на стадии миелоцита. Иногда они сливаются с фагосомами раньше, чем азурофильные гранулы. Защитные механизмы фагоцита в настоящее время являются объектом многочисленных исследований, предварительные данные представлены в виде схемы.

1. Кислородозависимые механизмы
Пероксидазозависимые

Пероксидазонезависимые:

Образование супероксиданиона;

Перекись водорода;

Гидроксильные радикалы;

Атомарный кислород;

2. Кислородонезависимые механизмы

Кислоты;

Лизоцим;

Лактоферрин;

Кислые и нейтральные гидролазы;

Кислые белки.

В интактных ПМЯЛ существует много антимикробных систем. Некоторые микроорганизмы особенно чувствительны к кислоте, другие - к лизоциму. В целом антимикробная активность определяется совокупным действием различных механизмов защиты.

Сущность фагоцитоза можно описать буквально в нескольких словах. При этом процессе особые клетки-фагоциты «вычисляют», пожирают и переваривают вредные частицы, попавшие в организм, главным образом инфекции . Цель явления состоит в том, чтобы защитить нас от потенциальных патогенов, токсинов и так далее. А как именно осуществляется механизм фагоцитоза? Он проходит в несколько этапов, о которых будет подробнее рассказано ниже.

Этапы фагоцитоза:

Хемотаксис

Вредоносный объект проникает в организм, и он недолго остается там незамеченным. Этот объект, будь то бактерия, инородное тело или что-то еще, выделяет особые вещества (хемоаттрактанты) и прямо контактирует с кровью или тканями. Все это ставит организм в известность о присутствии внутри него агрессора.

Возникает каскад биохимических реакций. На первой стадии фагоцитоза тучные клетки выбрасывают в кровь специальные соединения, вызывающие реакцию воспаления. Начало воспалительного процесса «пробуждает» от состояния покоя макрофаги и другие клетки-фагоциты . Нейтрофилы, уловив присутствие хемоаттрактантов, быстро выходят из крови в ткани и спешат мигрировать к воспалительному очагу.

Сложно это описать, а еще сложнее себе это представить, но проникновение патогена в организм ведет к запуску настоящего эффекта домино, включающего сотни (!) различных физиологических явлений, проходящих на клеточном и субклеточном уровнях. Состояние иммунной системы на этом этапе фагоцитоза можно сравнить с состоянием потревоженного пчелиного улья, когда его многочисленные обитатели готовятся атаковать обидчика.

Адгезия

Последовательность фагоцитоза продолжается второй стадией - реакцией адгезии. Подошедшие к нужному месту фагоциты протягивают к патогену свои отростки, вступают с ним в контакт и распознают его. Они не спешат сразу нападать и вначале предпочитают убедиться, не ошибаются ли они на счет «чужака». Распознание вредоносного агента происходит при помощи особых рецепторов на поверхности мембран фагоцитов.

Активация мембраны

На третьей стадии фагоцитоза в клетках-защитниках происходят невидимые реакции, которые подготавливают их к захвату и уничтожению патогена.

Погружение

Мембрана фагоцита - это текучая, пластичная субстанция, которая может менять форму. Что она и делает, когда клетка сталкивается с вредоносным объектом. На фото видно, что фагоцит протягивает к чужеродной частице свои «щупальца». Потом он постепенно растекается вокруг нее, наползает на нее и полностью ее захватывает.

Образование фагосомы

Когда фагоцит охватывает частицу со всех сторон, его мембрана замыкается снаружи, а внутри клетки остается закрытый пузырек с атакованным объектом внутри. Таким образом, клетка как будто проглатывает частицу. Этот пузырек носит название фагосомы.

Формирование фаголизосомы (слияние)

Пока проходили другие этапы фагоцитоза, внутри фагоцита готовилось к использованию его оружие - органеллы-лизосомы, содержащие «пищеварительные» ферменты клетки. Как только бактерия или другой вредный объект оказался пленен клеткой-защитником, к ней приближаются лизосомы. Их мембраны сливаются с оболочкой, обволакивающей частицу, и их содержимое изливается внутрь этого «мешка».

Киллинг

Это самый драматичный момент во всем механизме фагоцитоза. Захваченный объект переваривается и расщепляется фагоцитом.

Удаление продуктов расщепления

Все, что осталось от убитой бактерии или другой переваренной частицы, удаляется из клетки. Бывшая фаголизосома, представляющая собой мешочек с продуктами деградации, подходит к наружной мембране фагоцита и сливается с ней. Так из клетки удаляются остатки поглощенного объекта. Последовательность фагоцитоза завершается.

От чего зависит успешность фагоцитоза?

Увы, не всегда весь описанный процесс проходит как по маслу. В некоторых случаях патоген оказывается сильнее фагоцитарного звена иммунитета , он перебарывает защиту, и человек заболевает. Еще Мечников замечал, что если на личинок и червей подействовать слишком большим количеством грибковых клеток, то зараженные организмы погибают.

Другая возможная причина неудачи - незавершенный фагоцитоз . Некоторые (часто очень опасные и заразные) возбудители защищены от переваривания фагоцитами. В результате они просто проникают внутрь них, живут там и развиваются, недоступные для других факторов защиты иммунитета. Ведь «нормальная» иммунная система не будет атаковать собственные же клетки, она не знает, что внутри них - опасный возбудитель…

Чтобы избежать «неудачного» фагоцитоза и обеспечить наилучшую иммунную защиту, рекомендуется принимать препарат Трансфер Фактор . Его информационные молекулы передают клеткам иммунитета сведения о том, как вести себя с самыми разными патогенами и как от них избавляться. В результате работа иммунитета налаживается, а это повышает его устойчивость к еще не возникшим болезням и эффективность излечения от уже развившихся.

Фагоцитоз - процесс, при котором специально предназначенные для этого клетки крови и тканей организма (фагоциты) захватывают и переваривают твёрдые частицы. Стадии фагоцитоза: 1. Приближение (хемотаксис) - активное движение к химическим раздражителям – продуктам жизнедеятельности микроорганизмов, веществам, образующимся в результате взаимодействия антигена с антителом; 2. Прилипание. Фагоциты способны образовывать тонкие цитоплазматические выпячивания, которые выбрасываются по направлению к объекту фагоцитоза и с помощью которых осуществляется прилипание. Определённое значение при этом имеет поверхностный заряд лейкоцитов. Лейкоциты с отрицательным зарядом лучше прилипают к объекту с положительным зарядом; 3. Поглощение объекта. Поглощение объекта лейкоцитами может происходить двумя способами: 1) контактирующий с объектом участок цитоплазмы втягивается внутрь клетки, а вместе с ним втягивается и объект; 2) фагоцит прикасается к объекту своими длинными и тонкими псевдоподиями, а потом все телом подтягивается в сторону объекта и обволакивает его. В обоих случаях инородная частица окружена цитоплазматической мембраной и вовлечена внутрь клетки. В итоге образуется своеобразный мешочек с инородным телом (фагосома). 4. Переваривание. Лизосома приближается к фагосоме, их мембраны сливаются, образуя единую вакуоль, в которой находятся поглощённая частица и лизосомальные ферменты (фаголизосома). В фаголизосомах устанавливается оптимальная для действия ферментов реакция (рН около 5,0) и начинается переваривание поглощённого объекта.Однако одни ферменты не могут обеспечить достаточного киллерного действия. Эффективность фагоцитоза возрастает, когда в процесс подключается так называемая кислородная система В норме лейкоциты черпают энергию в основном вследствие гликолиза. При фагоцитозе повышается потребление кислорода, причём столь резкое, что его принято называть «респираторным взрывом». Смысл столь резкого (до 10 раз) повышения потребления кислорода состоит в том, что он используется для борьбы с микроорганизмами. Заимствованный из среды кислород активируется путём частичного восстановления. При этом образуется перекись водорода и свободные радикалы. Эти высокоактивные соединения вызывают перекисное окисление липидов, белков, углеводов и при этом повреждают построенные из этих веществ клеточные структуры микроорганизмов. Кислородный механизм пускается в ход, когда рецептор фагоцита приходит в контакт с объектом фагоцитоза. У фагоцитов имеются и другие, не связанные с кислородом, механизмы борьбы с микроорганизмами. К ним относятся: а) лизоцим, который разрушает мембраны бактерий; б) лактоферрин, конкурирующий за ионы железа; в) катионные белки, нарушающие структуру мембран микроорганизмов. Опсонизация - процесс взаимодействия опсонинов с бактериями, в ходе которого последние становятся более восприимчивыми к действию фагоцитов. Обладая рецепторами к опсонизирующим белкам комплемента, которые прикрепились к поверхности мишеней (микробов, иммунных комплексов и др.), фагоцитарные клетки связывают эти мишени и активируются, что приводит к эндоцитозу или фагоцитозу мишеней. Процесс О. осуществляется также соответствующими специфическими антителами, взаимодействующими с антигенными эпитопами бактерий, вирусов, токсинов. В этом случае опсонизированный антиген прикрепляется к фагоцитирующей клетке через взаимодействие с поверхностными рецепторами (Fc-рецепторы) клетки к Fc-фрагменту иммуноглобулинов. Этим же фрагментом антитела могут взаимодействовать и с фагоцитами, благодаря чему клетки возбудителя будут ими разрушены.

Иммунитет - это способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации.

Иммунитет - целостная системы биологических механизмов самозащиты организма.

С помощью иммунитета распознается и уничтожается все чужеродное. Чужеродное - не свое, генетические разделения между веществами.

Задачи - поддержание структурной целостности организма. Обеспечивает

1. Сохранение гомеостаза
2. Сохранение функциональных структурной целостности организма
3. Сохранение биологической индивидуальности организма.
4. Уничтожается клетки, которые генетически отличаются от клеток организма.

Иммунология - наука об организмах, молекулах иммунной системы. Изучает структурную функцию иммунитета и реакцию иммунитета на чужеродные антитела. Изучает последовательность иммунного ответа и способы влияния на него.

Развитие иммунологии

Основоположник - труды Мечникова 1883 год. Создал фагоцитарную теорию иммунитета, 1897 год - Эрлих создал гуморальную теорию иммунитета, 1908 - получение ноб. Премии за теории.

Эмпирически были предложены вакцины(до этого гук).

Дженер - вакцина против коровье оспы

1974 - оспа ликвидирована.

Вакцина Пастера - вакцина против бешенства.

Видовой иммунитет.

Невосприимчивость обусловленная врожденными биологическими особенностями организма.

Отличается свойствами

1.Видовоый признак(животные не болеют болезнями людей)

2. Генетически детерминированный - по наследству

3. Неспецифический - не имеет избирательного направления, а проявляется против различных инфекций

4. стойкий но не абсолютный

Механизмы видового иммунитета.

Внешние барьеры видового иммунитета.

1. Кожа является механическим барьером на пути инфекционных агентов - патогенов. Обладает бактерицидным свойством ибо секреты потовых и сальных желез содержат пероксид водорода, а также мочевину, ненасыщенные жирные кислоты, желчные пигменты аммиак
2. Слизистая оболочка. Секрет слизистых вымывает патогенны с поверхности. Содержит лизоцим, секреторные антитела, ингибиторы бактерий и вирусов.
3. Антатомо-физиологические особенности организма. Реснички цилиндрического эпителия верхних дых. Путей. Задерживают патогены, а также рвота, кашель, чихание - это физиологические акты. Ресницы, брови глаз препядствуют попаданию патогенов

Внутренние барьеры

1. Нормальная микрофлора организма, заселяющая слизистую, кожу, различные биотопы. Является антагонистом патогенных и условно патогенных организмов. Обладает иммунизирующим действием. Благодаря чему индуцирует образование антител. Синтез витаминов - К, B.
2. Мембраны клеток
3. Функцию гистогематических барьеров. Осуществляют защиту мозга, репродуктивную систему, глаза.
4. Лимфоидная система. Входит система лимфоидных узлов и образований
5. Лихорадка - увеличение температуры усиливает обменные процессы, кровоток, активность ферментов, макрофагов, ингибирует размножение вирусов и бактерий.
6. Воспаление возникает при повреждении тканей. В очаг воспаления устремляются фагоциты. Активируются биологически активные вещества(БАВ) - серототнин и гистомин, которые увеличивают проницаемость сосудов, что приводит к развитию отека, покраснения, накапливаются вещества - антитела и комплимент которые обеспечивают уничтожение патогенна.
7. Функция выделительной системы. От разрушенных патогенов избавляется через ЖКТ, дыхательные пути и мочевыделительную систему.

Клеточные механизмы видового иммунитета.

Фагоцитоз и функции натуральных киллеров NK клеток.

Фагоцитоз - процесс захвата и уничтожения чужеродных антигенов фагоцитами.

В фагоцитозе участвуют клетки, которые подразделяются на следующие виды - микрофаги. Это полиморфноядерные нейтрофилы периферической крови. Макрофаги - моноциты, фаговые макрофаги, которые получили название гистиоциты. Клетки Купера печени, остеокласты - костной ткани, а также клетки микроглии нервной ткани. Макро и микрофаги на мембранах имеют много рецепторов, ферментов и выраженный лизосомальный аппарат.

Стадии фагоцитоза

1. Движение фагоцита к объекту осуществляется хемотаксисом. Это направленное движение клетки к определенным хим. Группам, определенным рецепторам.
2. Прилипание объекта к фагоцитам, что обозначается как адгезия и абсорбция, которые происходят за счет взаимодействия с рецепторами
3. Поглощение фагоцитом объекта. На месте прикрепления клеточная стенка инвагинирует. Объект погружается в фагоцит. Образуется фагосома, которая сливается с лизосомой и образуется комплекс фаголизосома
4. Исход различен. Варианты исхода 1. Переваривание объекта. 2. Размножение объекта в фагоците 3. Выталкивание объекта из фагоцита

Механизмы переваривания

1. О-зависмый. Фагоцит активно поглощает кислород, происходит окислительный взрыв, образуются активные формы кислорода, такие как гидроксилион, супероксиданион, пероксид водорода, который губительно действует на бактерию
2. Кислород независимый. Осуществляется за счет катионных белков и лизосомальных ферментов.

Виды фагоцитоза

1. Завершенный - объект переваривается
2. Незавершенный - бактерии не перевариваются

Механизмы незавершенного фагоцитоза.

1. Бактерии могут быть устойчивы к действию лизосомальных ферментов, например гонококки
2. Микроорганизмы могут выходить из фагоцита и размножаться, что характерно для риккетсий.
3. Бактерии могут препятствовать образованию фаголизосомы - туберкулезная палочка.

Оценка фагоцитоза.

Для оценки фагоцитарной активности используют следующие показатели

-Процент фагоцитоза(ПФ) - количество фагоцитов из 100, проявляющих функциональную активность.

В норме против стафилаккоков или каких либо корпускул - 60-80 %

-Индекс фагоцитоза(ИФ) -количество бактерий, захваченных одним фагоцитом из 100. Примерно 6-8 бактерий захватывает 1 фагоцит.

Активность фагоцитов может увеличиваться под влиянием цитокинов, комплиментов, антител, среди которых имеются опсонины. Это антитела, которые подготавливают бактерию к фагоцитозу. В их присутствии фагоцитоз идет более активно. Синтезируются опсонины в иммунизированном организме.

Наличие опсонинов определяется по опсоно-фагоцитарному индексу(ОФИ)

ОФИ = ПФимунной сыворотки / ФП нормальной сыворотки. Если > 1, значит есть опсонины. У больного бруцеллезом формируются опсонины. Антиетла подготавливают фагоциты к захвату бруцелл. 80/20=4. Если < 1 человек болен.

Функции фагоцитов

1. Обеспечивание фагоцитоза
2. Переработка антигенов
3. Презентация антигена клеткам иммунной системы и запуск последующей имунной реакции.
4. Секреция БАВ - биологически активных веществ. Более 5-. Цитокины, компоненты комплементы, простогландины,

Натуральные киллеры.

Это естественные убийцы, относящиеся к лимфоцитам не обладающие свойствами T и B лимфоцитов, оказывают цитотоксическое действие на клетки опухолей, клетки содержащие вирусы. Имеют особый белок, который в присутствии ионов кальция быстро полимеризуется, образуются субъединицы, которые встраиваются в клеточную мембрану, формируется канал, по которому в клетку устремляется вода. Клетка набухает, лопается, что обозначается как цитолиз.

Гуморальные факторы видового иммунитета

1. Комплимент - многокомпонентная система белков сыворотки крови, обеспечивающая поддержание гомеостаза. Объединяет 9 компонентов-фракций и обозначается латинской С с индексом 1,2,3,4,5 и тд. В систему входят субкомпоненты С1R, C1S, C5A, C5B. Регуляторные белки, факторы участвующие в активации комплимента - гаммаглобулины, ионы магния и кальция. Компоненты комплимента находятся в неактивном состоянии и для проявления функционального действия необходима активация системы комплименты. Различают следующие пути активации -

1. Классический
2. Альтернативный
3. Лектиновый.

Активация по классическому типу . Активация идет по типу усиливающегося каскада.

1 молекула распадается, активирует 2 молекулы и тд. Инициируется комплексом антиген- антитело, который взаимодействует с первой фракцией С1, которая распадается на субкомпоненты. Взаимодействует с C4, которая взаимодействие с С2, которая активирует С3, которая распадается на субкомпоненты С3А и С3Б, приводящие к активации С5, который распадается на субкомпоненты С5а и С5б, активируется С6 и тд до С9. Комплекс С6-С9 - мембранатакующий комплекс, встраивается в мембрану, формируется канал, по которому поступает вода и клетка лизируется.

Активация по альтернативному типу. Запускается ЛПС и микробными антигенами, которые активируют сразу С3 фракцию. Далее С5 и до С9.

Активация по лектиновому типу запускается монозосвязывающими белками, которые соединяются с остатками монозы на бактериальных клетках, активируется протеаза, которые расщепляется 4йю фракцию комплимента. Затем С2,3 и тд до С9. В результате комплимент активируется.

Комплимент в результате активации выполняет следующие функции

1. Лизис клетки
2. Стимуляция фагоцитоза, например С5 фракция усиливает хемотаксис
3. Увеличение проницаемости сосудов, что обеспечивается субкомпонентами
4. Усиливается процесс воспаления

К гуморальным факторам видового иммунитета относится фермент лизоцим, который разрушает пептидогликан клеточной стенки, тем самым вызывает гибель бактерий, синтезируется макрофагами и моноцитами. Содержится в большом количестве в крови, жидкостях организма, много в слюне и слезной жидкости

Белки острой фазы, например С реактивный белок. Это крупная белковая молекула из 5 одинаковых субъединиц - пентроксин. Имеет сродство с веществами клеточной стенки бактерий. Обеспечивает опсонизацию бактерий, активацию комплимента по классическому пути

Эндогенные пептиды, которые обладают активностью антибиотиков, способны убивать бактерий

Интерферон, защитные белки сыворотки крови, среди которых кроме белков острой фазы различают пропердин, бета лизин, монозосвящывающие белки.