Факторы неспецифической резистентности. Факторы неспецифической антимикробной устойчивости макроорганизма
Неспецифическая резистентность осуществляется клеточными и гуморальными факторами, тесно взаимодействующими в достижении конечного эффекта - катаболизма чужеродной субстанции: макрофагами, нейтрофилами, комплементом и другими клетками и растворимыми факторами.
К гуморальным факторам неспецифической резистентности принадлежат лейкины - вещества, полученные из нейтрофилов, проявляющие бактерицидное действие в отношении ряда бактерий; эритрин - вещество, полученное из эритроцитов, бактерицидное в отношении дифтерийной палочки; лизоцим - фермент, продуцируемый моноцитами, макрофагами, лизирует бактерии; пропердин - белок, обеспечивающий бактерицидные, вируснейтрализующие свойства сыворотки крови; бетта-лизины - бактерицидные факторы сыворотки крови, выделяемые тромбоцитами.
Факторами неспецифической резистентности также являются кожа и слизистые оболочки организма - первая линия защиты, где вырабатываются вещества, оказывающие бактерицидное действие. Также подавляют рост и размножение микробов слюна, желудочный сок, пищеварительные ферменты.
В 1957 году английский вирусолог Айзекс и швейцарский вирусолог Лин-денманн, изучая явление взаимного подавления (интерференции) вирусов в куриных эмбрионах, опровергли связь процесса интерференции с конкуренцией между вирусами. Оказалось, что интерференция обусловлена формированием в клетках конкретного низкомолекулярного белкового вещества, которое удалось выделить в чистом виде. Ученые назвали этот белок интерфероном (ИФН), поскольку он подавлял репродукцию вирусов, создавая в клетках состояние резистентности к их последующему реинфицированию.
Интерферон образуется в клетках в ходе вирусной инфекции и обладает хорошо выраженной видовой специфичностью, то есть проявляет свое действие только в том организме, в клетках которого образовался.
При встрече организма с вирусной инфекцией именно продукция интерферона является наиболее быстрой ответной реакцией на заражение. Интерферон формирует защитный барьер на пути вирусов намного раньше специфических защитных реакций иммунитета, стимулируя клеточную резистентность, делает клетки непригодными для размножения вирусов.
В 1980 году Комитетом экспертов ВОЗ была принята и рекомендована новая классификация, согласно которой все интерфероны человека разделяются на три класса:
- альфа-интерферон (лейкоцитарный) - основной препарат для лечения вирусных и раковых заболеваний. Получают его в культуре лейкоцитов крови доноров, используя в качестве интерфероногенов вирусы, не представляющие опасности для людей (вирус Сендай);
- бета-интерферон - фибробластный, продуцируется фибробластами, у этого типа интерферона противоопухолевая активность превалирует над противовирусной;
- гамма-интерферон - иммунный, вырабатывается сенсибилизированными лимфоцитами Т-типа при повторной встрече с "известным" им антигеном, а также при стимуляции лейкоцитов (лимфоцитов) митогенами - ФГА и другими лек-тинами. Обладает выраженным иммуномодулирующим действием.
Все интерфероны отличаются друг от друга по набору аминокислот и антигенным свойствам, а также по выраженности тех или иных форм биологической активности. Описаны следующие свойства интерферонов: антивирусные, имму-номодулирующие, противоопухолевые; помимо этого интерфероны подавляют рост клеток, изменяют проницаемость клеточных мембран, активируют макрофаги, усиливают цитотоксичность лимфоцитов, активируют последующий синтез интерферона, а также обладают "гормоноподобной" активацией жизнедеятельности клеток.
Во всех звеньях взаимодействия компонентов иммунной системы как на уровне образования, активации и проявления их функций остается много белых пятен для того, чтобы создать рабочую схему действия иммунной системы и на этой основе прогнозировать развитие дальнейших событий в организме.
Особенности фагоцитарной защиты. Факторы неспецифической резистентности. Неспецифическая резистентность осуществляется клеточными и гуморальными факторами, тесно взаимодействующими в достижении конечного эффекта - катаболизма чужеродной субстанции: макрофагами, нейтрофилами, комплементом и другими клетками и растворимыми факторами.
К гуморальным факторам неспецифической резистентности принадлежат лейкины - вещества, полученные из нейтрофилов, проявляющие бактерицидное действие в отношении ряда бактерий; эритрин - вещество, полученное из эритроцитов, бактерицидное в отношении дифтерийной палочки; лизоцим - фермент, продуцируемый моноцитами, макрофагами, лизирует бактерии; пропердин - белок, обеспечивающий бактерицидные, вируснейтрализующие свойства сыворотки крови; бетта-лизины - бактерицидные факторы сыворотки крови, выделяемые тромбоцитами.
Факторами неспецифической резистентности также являются кожа и слизистые оболочки организма - первая линия защиты, где вырабатываются вещества, оказывающие бактерицидное действие. Также подавляют рост и размножение микробов слюна, желудочный сок, пищеварительные ферменты.
Интерферон образуется в клетках в ходе вирусной инфекции и обладает хорошо выраженной видовой специфичностью, то есть проявляет свое действие только в том организме, в клетках которого образовался.
При встрече организма с вирусной инфекцией именно продукция интерферона является наиболее быстрой ответной реакцией на заражение. Интерферон формирует защитный барьер на пути вирусов намного раньше специфических защитных реакций иммунитета, стимулируя клеточную резистентность, делает клетки непригодными для размножения вирусов.
К неспецифической резистентности относят гуморальные и клеточные факторы защиты. К гуморальным факторам относят: комплемент, интерфероны, лизоцим, бета-лизины и клеточные факторы: нейтрофильные лейкоциты (микрофаги).Основным гуморальным фактором песпецифической резистентности является комплемент - сложный комплекс белков сыворотки крови (около 20), которые участвуют в уничтожении чужеродных антигенов, активации свертывания, образовании кининов. Для комплемента характерно формирование быстрого, многократно усиливающегося ответа на первичный сигнал за счет каскадного процесса. Активироваться комплемент может двумя путями: классическим и альтернативным. В первом случае активация происходит за счет присоединения к иммунному комплексу (антиген-антитело), а во втором - за счет присоединения к липополисахаридам клеточной стенки микроорганимов, а также эндотоксину. Независимо от путей активации происходит образование мембранатакующего комплекса белков комплемента, разрушающего антиген.Вторым и не менее важным фактором, является интерферон. Он бывает альфа-лейкоцитарный, бета-фиброластный и гамма-интерферониммунный. Вырабатываются они соответственно лейкоцитами, фибробластами и лимфоцитами. Первые два вырабатываются постоянно, а гамма-интерферон - только в случае попадания вируса в организм.Кроме комплемента и интерферонов, к гуморальным факторам относятся лизоцим и бета-лизины. Суть действия данных веществ заключается в том, что, являясь ферментами, они специфически разрушают липополисахаридные последовательности в составе клеточной стенки микроорганизмов. Отличие бета-лизинов от лизоцима заключается в том, что они вырабатываются в стрессорных ситуациях. Кроме указанных веществ, к этой группе относятся: С-реактивный белок, белки острой фазы, лактоферрин, пропердин и др.Неспецифическая клеточная резистентность обеспечивается фагоцитами: макрофагами - моноцитами и микрофагами - нейтрофилами. Для обеспечения фагоцитоза эти клетки наделены тремя свойствами: Хемотаксисом - направленным движением к объекту фагоцитоза; Адгезивностью - способностью фиксироваться на объекте фагоцитоза; Биоцидностью - способностью переваривать объект фагоцитоза.
Фагоцитоз - процесс поглощения, разрушения и выделения из организма патогенов.В человеческом организме ответственными за него являются моноциты и нейтрофилы.Процесс фагоцитоза бывает завершенным и незавершенным.Завершенный фагоцитоз состоит из следующих стадий:
активация фагоцитирующей клетки;
хемотаксис или движение к фагоцитируемому объекту;
прикрепление к данному объекту (адгезия);
поглощение этого объекта;
переваривание поглощенного объекта.
3) 110.Характеристика вируса миксоматоза кроликов и вызываемого им заболевания.\\\Миксоматоз кроликов - инфекционная, остро протекающая высококонтагиозная вирусная болезнь, характеризующаяся серозно –гнойным коньюктивитом, отечно-студенистой инфильтрацией клетчатки в области головы и наружных половых органов, образованием опухолевых узелков на коже. Возбудитель болезни – ДНК-содержащий вирус. Вирус чувствителен к эфиру, формалину и щелочам. Прогревание при температуре 55оС в течение 25минут инактивирует его. При температуре 8-10 оС вирус сохраняется 3месяца,в трупе кролика-7дней, в высушенных шкурках при температуре 15-20 оС – в течение 10 месяцев. Инкубационный (скрытый) период в зависимости от общей резистентности организма кролика длится от 2 до 20дней. Болезнь имеет острое течение. Болезнь протекает у кроликов в двух формах:Классической, с появлением студенистых отеков небольших размеров на коже.Нодулярной (узелковой), при которой появляются ограниченные опухоли.Классическая форма протекает более злокачественно и сопровождается 100% летальностью, при узелковой смертность составляет 70 – 90%.Первыми признаками миксоматоза при обеих формах является: покраснение ввиде пятен или появление узелков на коже в области век, на ушных раковинах и в других местах.
В дальнейшем у кроликов развивается серозно-гнойный конъюнктивит, который вызывает отек век, из глаз выделяются сначала слизистые, а потом гнойные выделения, склеивающие веки (двусторонний блефароконъюнктивит).
К гуморальным факторам относят: комплемент, интерфероны, лизоцим, бета-лизины и клеточные факторы: нейтрофильные лейкоциты (микрофаги).
Основным гуморальным фактором неспецифической резистентности является комплемент - сложный комплекс белков сыворотки крови (около 20), которые участвуют в уничтожении чужеродных антигенов, активации свертывания, образовании кининов. Для комплемента характерно формирование быстрого, многократно усиливающегося ответа на первичный сигнал за счет каскадного процесса. Активироваться комплемент может двумя путями: классическим и альтернативным. В первом случае активация происходит за счет присоединения к иммунному комплексу (антиген-антитело), а во втором - за счет присоединения к липополисахаридам клеточной стенки микроорганизмов, а также эндотоксину. Независимо от путей активации происходит образование мембранатакующего комплекса белков комплемента, разрушающего антиген.
Вторым и не менее важным фактором, является интерферон . Он бывает альфа-лейкоцитарный, бета-фиброластный и гамма-интерферониммунный. Вырабатываются они соответственно лейкоцитами, фибробластами и лимфоцитами. Первые два вырабатываются постоянно, а гамма-интерферон - только в случае попадания вируса в организм.
Кроме комплемента и интерферонов, к гуморальным факторам относятся лизоцим и бета-лизины . Суть действия данных веществ заключается в том, что, являясь ферментами, они специфически разрушают липополисахаридные последовательности в составе клеточной стенки микроорганизмов. Отличие бета-лизинов от лизоцима заключается в том, что они вырабатываются в стрессорных ситуациях. Кроме указанных веществ, к этой группе относятся: С-реактивный белок, белки острой фазы, лактоферрин, пропердин и др.
Неспецифическая клеточная резистентность обеспечивается фагоцитами: макрофагами - моноцитами и микрофагами - нейтрофилами.
Для обеспечения фагоцитоза эти клетки наделены тремя свойствами:
- Хемотаксисом - направленным движением к объекту фагоцитоза;
- Адгезивностью - способностью фиксироваться на объекте фагоцитоза;
- Биоцидностью - способностью переваривать объект фагоцитоза.
Последнее свойство обеспечивается двумя механизмами – кислородзависимым и кислороднезависимым. Кислородзависимый механизм связан с активацией мембранных ферментов (НАД-оксидазы и др.) и выработкой биоцидных свободных радикалов, которые возникают из глюкозы и кислорода на специальном цитохроме В-245. Кислороднезависимый механизм связан с белками лизосом, закладывающихся в костном мозге. Только сочетание обоих механизмов обеспечивает полное переваривание объекта фагоцитоза.
Лизоцим– термостабильный белок, типа муколитического фермента. Содержится в слезах, слюне, перитонеальной жидкости, плазме и сыворотке крови, в лейкоцитах, материнском молоке и др. Продуцируется моноцитами и тканевыми макрофагами, вызывает лизис многих бактерий, неактивен в отношении вирусов.
Система комплимента –многокомпонентная само собирающаяся система белков сыворотки крови, которая играет важную роль в поддержании гомеостаза. Активируется в процессе самосборки, т.е. последовательного присоединения к образующемуся комплексу отдельных фракций. Продуцируются они в клетках печени, мононуклеарными фагоцитами и содержатся в сыворотке крови в неактивном состоянии.
Комплемент выполняет ряд функций:
- цитолитическое и цитотоксическое действие клетки-«мишени»;
- анафилотоксины участвуют в иммунопатологических реакциях;
- эффективность фагоцитоза иммунных комплексов (через Fc-рецепторы);
- фрагмент С3b способствует связыванию и захвату иммунных комплексов фагоцитами;
- фрагменты С3b, С5а и Вb (хемоаттрактанты), участвуют в развитии воспаления.
Интерфероны – неспецифически защищают клетки МКÒ от вирусной инфекции (разные вирусы). В то же время обладает видовой специфичностью – интерферон человека, активен только в Ò человека. Также оказывает антипролиферативное (противоопухолевое), иммуномодулирующее действие.
В зависимости от происхождения, по первичной структуре и функциям их подразделяют на 3 класса:
- Лейкоцитарный α–интерферон получают в культурах лейкоцитов крови доноров, используя в качестве интерфероногенов вирусы, не опасные для людей (вирусы осповакцины и др.). Он проявляет выраженное противовирусное, а также антипролиферативное (противоопухолевое) действие.
- Фибробластный β-интерферон получают в полуперевиваемых культурах диплоидных клеток человека, в основном –противоопухолевая активность.
- Иммунный γ-интерферон получают в перевиваемых культурах лимфобластоидных клеток под действием митогенов Б! или Р! происхождения. Отличается менее выраженным антивирусным эффектом, но сильное иммуномодулирующее действие.
Механизм противовирусного действия интерферона :
Интерферон выходит из пораженной клетки и связывается со специфическими рецепторами (ганглиозидоподобные вещества) тех же или соседних клеток. Рецепторы подают сигнал для синтеза ферментов – протеинкиназы и эндонуклеазы. Ферменты активируются вирусными репликативными комплексами. При этом эндонуклеаза расщепляет вирусную иРНК, а протеинкиназа блокирует трансляцию вирусных белков Þ угнетение репродукции вирусов.
Интерферон не спасает уже пораженную клетку, но предохраняет соседние клетки от инфицирования.
Устойчивое сохранение высокой продуктивности сельскохозяйственных животных во многом зависит от умелого использования человеком адаптационных и защитных свойств их организма. Становится необходимым систематическое и всестороннее изучение естественной резистентности животных. В условиях хозяйств только те животные могут давать ожидаемый эффект, которые обладают высокой естественной резистентностью к неблагоприятным условиям среды.
Технологию производства продукции в животноводстве необходимо сочетать с физиологической потребностью и возможностями животного.
Известно, что у высокопродуктивных животных и птицы направленность биохимических процессов на синтез веществ, составляющих продукцию, очень напряженная. Эта напряженность обменных процессов у животных усугубляется еще и совпадением продуктивного периода в значительной своей части с периодом вынашивания плода. С иммунобиологических позиций состояние живых организмов в современных условиях характеризуется снижением иммунологической реактивности и неспецифического иммунитета.
Проблеме изучения естественной резистентности животных уделялось внимание многих исследователей: А.Д. Адо; С.И. Плященко; Л.К. Бурая, Д.И. Барсукова; И.Ф. Храбустовский.
Защитную функцию крови профессор А.Я. Ярошев характеризовал следующим образом: «Кровь является местом, где находятся различного рода антитела, как образующиеся в ответ на поступление микроорганизмов, веществ, токсинов, так и видовые, обеспечивающие приобретенный и врожденный иммунитет».
Естественная резистентность и иммунитет являются защитными приспособлениями. Вопрос о преимуществе одного из этих защитных приспособлений являются дискуссионным. Неоспоримо то, что в инкубационный период перед выработкой иммунитета, организм оказывает решающее сопротивление заразному агенту и нередко выходит победителем. Вот эту первоначальную сопротивляемость заразному агенту и осуществляют факторы неспецифической защиты. При этом особенность естественной резистентности в отличие от иммунитета является способность организма наследовать неспецифические факторы защиты.
Естественная, или физиологическая резистентность организма является общебиологическим свойством как растений, так и животных. От ее уровня зависит устойчивость организма к вредным факторам внешней среды, в том числе и к микроорганизмам.
В области изучения естественного иммунитета разработки теоретических положений и применения полученных достижений в практике сельскохозяйственных производств много сделали отечественные и зарубежные селекционеры - растениеводы. Что касается животноводства, то по этой труднейшей и весьма важной проблеме исследования довольно разрозненные, отдельные, не объединенные общей направленностью.
Нельзя отрицать, что искусственная иммунизация сельскохозяйственных животных сыграла и продолжает играть неоценимую роль в борьбе со многими инфекционными болезнями, наносившими огромный урон животноводству, но и нельзя думать, что только таким путем можно бесконечно долго сохранять благополучие животных.
Медицине и ветеринарии известно более тысячи инфекционных болезней, вызываемых микроорганизмами. Если бы даже против всех этих болезней были созданы вакцины и сыворотки, трудно представить себе повсеместное практическое их применение в массовых масштабах.
Как известно, в животноводстве проводят иммунизацию только против наиболее опасных инфекций в угрожающих зонах.
В то же время постепенный, несомненно, весьма длительный отбор и подбор животных, обладающих высокой резистентностью, приведет к созданию особей, если не полностью, то в значительной части устойчивых к большинству вредных факторов.
Опыт отечественного и зарубежного животноводства показывает, что более широкое распространение на фермах и птицефабриках имеют не острозаразные заболевания, а такие инфекционные и неинфекционные заболевания, которые могут возникать на фоне снижения уровня естественной резистентности стада.
Важным резервом увеличения производства продуктов и улучшения их качества является снижение заболеваемости и отхода. Это возможно при повышении общей резистентности организма путем отбора особей, отличающихся невосприимчивостью к различным заболеваниям.
Проблема повышения естественной резистентности тесно связана с использованием генетических задатков, представляет большой научный интерес и имеет важное народнохозяйственное значение. Иммунизация животных и их генетическая устойчивость должны взаимно дополнять друг друга.
Селекция на устойчивость к некоторым заболеваниям в отдельности может быть эффективной, но селекция на устойчивость сразу к нескольким заболеваниям параллельно с селекцией по признакам продуктивности практически невозможна. Исходя из этого необходима селекция на повышение общего уровня естественной резистентности организма. Можно привести много примеров, когда односторонняя селекция на продуктивность без учета естественной резистентности приводила к преждевременной выбраковке и утрате ценных линий и семейств.
Создание животных и птицы с высоким уровнем естественной резистентности требует специальных селекционно-генетических программ, большое внимание в которых должно быть уделено таким вопросам, как установление фенотипа и генотипа птицы, отличающейся повышенной естественной резистентностью, изучение наследуемости признака резистентности, установление связи между признаками естественной резистентности и хозяйственно полезными признаками, использование признаков естественной резистентности при селекции. При этом уровень естественной резистентности должен прежде всего отображать способность организма противостоять неблагоприятным факторам внешней среды и указывать на запас защитных сил организма.
Контроль за уровнем естественной резистентности может быть плановотекущим по периодам роста и продуктивности, с учетом принятой в хозяйстве технологии или вынужденным перед проведением технологических приемов: внедрения нового оборудования, перевода животных и птицы из одних условий содержания в другие, вакцинации, ограниченном кормлении, использования новых кормовых добавок и т. д. Это позволит своевремено выявить отрицательные стороны проводимых мероприятий и предотвратить снижение продуктивности, уменьшить процент выбраковки и падежа.
Все данные по определению естественной резистентности животных и птицы должны быть сопоставлены с другими показателями по контролю за ростом и развитием, которые получают в зооветлаборатории.
Контроль за уровнем естественной резистентности должен помочь в определении плановых цифр сохранности поголовья и своевременно наметить мероприятия по имеющимся нарушениям.
Исследования уровня естественной резистентности позволяют в период селекции отбирать высокопродуктивных особей, обладающих одновременно высокой резистентностью при нормальных функциях физиологических систем.
Плановые исследования уровня естественной резистентности необходимо проводить на одной и той же группе в определенные календарные сроки, связанные с напряжением обменных процессов в определенные периоды продуктивности (различные периоды продуктивности, периоды роста).
Естественная резистентность представляет собой реакцию целостного организма, которая регулируется центральной нервной системой. Поэтому для суждения о степени естественной резистентности следует использовать критерии и тесты, отражающие состояние реактивности организма как целого.
Специфику функций иммунной системы определяют процессы, индуцируемые чужеродными субстанциями, антигенами, и основанные на распознавании последних. Однако базой для развертывания специфических иммунных процессов являются более древние реакции, связанные с воспалением. Поскольку они предсуществуют в любом организме до начала любой агрессии и для их развития не требуется развертывания иммунного ответа, эти защитные механизмы называют естественными, или врожденными. Они обеспечивают первую линию защиты от биологической агрессии. Вторая линия защиты - это реакции адаптивного иммунитета - антигенепецифический иммунный ответ. Факторы естественного иммунитета сами по себе обладают достаточно высокой эффективностью в предотвращении биологической агрессии и борьбе с ней, однако у высших животных эти механизмы, как правило, обогащаются специфическими компонентами, которые как бы наслаиваются на них. Система естественных факторов иммунитета является пограничной между собственно иммунной системой и областью, относимой к компетенции патофизиологии, которая также рассматривает механизмы и биологическую значимость ряда проявлений естественного иммунитета, служащих составными компонентами воспалительной реакции.
То есть, наряду с иммунологической реактивностью в организме существует система неспецифической защиты, или неспецифической резистентности. Несмотря на то, что неспецифическая резистентность животных и птицы к различным неблагоприятным воздействиям внешней среды в большей степени обеспечивается лейкоцитарной системой организма, однако она зависит не столько от количества лейкоцитов, сколько от их неспецифических факторов защиты, которые имеются в организме с первого дня жизни и сохраняются до самой гибели. Она включает следующие компоненты: непроницаемость кожных и слизистых покровов; кислотность содержимого желудка; наличие в сыворотке крови и жидкостях организма бактерицидных субстанций - лизоцима, пропердина (комплекса сывороточного белка, ионов М+ и комплемента), а также ферментов и противовирусных веществ (интерферона, термоустойчивых ингибиторов).
Факторы неспецифической защиты первыми включаются в борьбу при поступлении в организм чужеродных антигенов. Они как бы подготавливают почву для дальнейшего развертывания иммунных реакций, которые определяют исход борьбы.
Естественная резистентность животных к различным неблагоприятным воздействиям внешней среды обеспечивается неспецифическими факторами защиты, которые имеются в организме с первого дня жизни и сохраняются до самой гибели. Среди них решающую роль играют фагоцитоз с его защитными клеточными механизмами и гуморальные факторы резистентности, важнейшие из которых лизоцим, бактерицидные факторы. То есть особое положение среди факторов защиты занимают фагоциты (макрофаги и полиморфноядерные лейкоциты) и система белков крови, называемая комплементом. Их можно отнести как к неспецифическим, так, и к иммунореактивным факторам защиты.
Изменения факторов неспецифического иммунитета у животных и птицы имеют возрастные особенности, в частности, с возрастом увеличиваются гуморальные и снижаются клеточные.
Гуморальные факторы неспецифической резистентности как раз и обеспечивают бактерицидные и бактериостатические действия тканей и соков организма и вызывают лизис некоторых видов микроорганизмов. Степень проявления защитных свойств живого организма к микробному агенту хорошо иллюстрирует суммарная бактерицидная активность сыворотки крови. Бактерицидная активность сыворотки крови представляет собой интегральный показатель антимикробной активности всех присутствующих антимикробных веществ, как термолабильных (комплемент, пропердин, нормальные антитела), так и термостабильных (лизоцим, бета-лизин) начал.
К числу факторов естественного иммунитета организма относится лизоцим - универсальный, древнейший защитный фермент, широко распространенный в растительном и животном мире. Особенно широко распространен лизоцим в организме животных и человека: в сыворотке крови, секретах пищеварительных желез и дыхательных путей, молоке, слезной жидкости, шейке матки, печени, селезенке, яйце птиц.
Лизоцим представляет собой основной белок с молекулярной массой 14-15 тыс. Д. Его молекула представлена одной полипептидной цепью, состоящей из 129 аминокислотных остатков и имеющей 4 дисульфидные связи. Лизоцим у животных синтезируется и секретируется гранулоцитами, моноцитами и макрофагами.
Лизоцим в сыворотке крови играет, по крайней мере, двоякую роль. Во-первых, он оказывает антимикробное действие на широкий круг микробов-сапрофитов, разрушая в клеточных стенках мукопротеидные вещества. Во-вторых, не исключено его участие в реакциях приобретенного иммунитета. Бета-лизин обладает свойством разрушения бактериальных клеток при активаторе-комплементе.
Этот фермент обладает основными свойствами белка, вызывает быстрый лизис живых клеток некоторых видов бактерий. Его действие выражается в растворении специфических мукополисахаридных оболочек чувствительных к нему микроорганизмов или задержании их роста. Кроме того, лизоцим убивает бактерии, принадлежащие ко многим другим видам, но не вызывает их лизис.
Лизоцим содержится в гранулоцитах и в активной форме выделяется в результате даже минимального повреждения клеток в окружающую лейкоциты жидкую среду. В связи с этим не случайно этот фермент причисляют к веществам, определяющим естественную и приобретенную невосприимчивость организма к инфекции.
Система комплемента - сложный комплекс белков, представленных главным образом во фракции β-глобулинов, насчитывающий, включая регуляторные, около 20 компонентов, на долю которых приходится 10% белков сыворотки крови и представляющий собой систему каскадно действующих пептидгидролаз. Катаболизм компонентов комплемента самый высокий по сравнению с другими белками сыворотки крови, с обновлением в течение суток до 50% белков системы.
Если учитывать, какую сложную совокупность представляют собой белки сыворотки в системе комплемента, то не приходится удивляться тому, что около 70 лет потребовалось для установления того факта, что комплемент состоит из 9 компонентов, а их в свою очередь можно подразделить на 11 самостоятельных белков.
Комплемент впервые описал Бухнер в 1889 г. Под названием «алексин» - термолабильный фактор, в присутствии которого наблюдается лизис микробов. Свое название комплемент получил благодаря тому, что он комплементирует (дополняет) и усиливает действие антител и фагоцитов, защищая организм человека и животных от большинства бактериальных инфекций. В 1896 г. Borde первый определил комплемент как фактор, присутствующий в свежей сыворотке, который необходим для лизиса бактерий и эритроцитов. Фактор этот не изменялся после предварительной иммунизации животного, что позволило отчетливо дифференцировать комплемент от антител. Поскольку довольно быстро поняли, что комплемент - не единственное функциональное вещество в сыворотке, все внимание было направлено на его способность стимулировать лизис интактных клеток; комплемент стали рассматривать почти исключительно в свете его способности воздействовать на лизис клеток.
Исследование комплемента в аспекте кинетического анализа этапов, ведущих к лизису клетки, позволило получить точные данные о последовательном взаимодействии компонентов комплемента и важные свидетельства многокомпонентности системы комплемента. Идентификация этих факторов показала, что комплемент является важным медиатором в воспалительном процессе.
Комплемент является важнейшим активатором всей системы приобретенных и нормальных антител, которые в его отсутствие недейственны в иммунных реакциях (гемолиз, бактериолиз, отчасти - реакция агглютинации). Комплемент представляет собой систему каскадно-действующих пептидгидролаз, получивших обозначение от С1 до С9. Установлено, что большая часть компонента синтезируется гепатоцитами и другими клетками печени (около 90%, СЗ, С6, С8, фактор В и др.), а также моноцитами - макрофагами (С1, С2, СЗ, С4, С5).
Различные компоненты комплемента и их фрагменты, образующиеся в процессе активации, способны вызывать воспалительные процессы, лизис клеток, стимулировать фагоцитоз. Конечным результатом может быть сборка комплекса из С5-, С6-, С7-, С8-, и С9- компонентов, атакующего мембрану с образованием в ней каналов и повышением проницаемости мембраны для воды и ионов, что обуславливает гибель клеток.
Активация комплемента может происходить двумя основными путями: альтернативным - без участия антител и классическим - с участием антител.
Бактерицидные факторы тесно связаны между собой, и лишение сыворотки одного из них вызывает изменения в содержании других.
Так, комплемент совместно с антителами или другими сенсибилизирующими агентами может убивать некоторые бактерии (например, Vibrio, Salmonella, Shigella, Esherichia) путем повреждения клеточной стенки. Muschel и Treffers показали, что бактерицидная реакция в системе «S. Typhi - С’ морской свинки - антитела кролика или человека» напоминает в некоторых отношениях гемолитическую реакционную систему: Мд++ усиливает бактерицидную активность; кривые бактерицидного действия похожи на кривые гемолитической реакции; между бактерицидной активностью антител и комплементом имеется обратная зависимость; для того, чтобы убить одну бактериальную клетку, необходимо очень малое количество антител.
Для того, чтобы произошло повреждение или изменение клеточной стенки бактерий, необходим лизоцим, причем этот энзим действует на бактерии лишь после обработки их антителами и комплементом. Нормальная сыворотка содержит достаточное количество лизоцима для повреждения бактерий, но если лизоцим удалить, то повреждений не наблюдается. Добавление кристаллического лизоцима яичного белка восстанавливает бактериолитическую активность системы антитело -комплемент.
Кроме того, лизоцим ускоряет и усиливает бактерицидное действие. Эти наблюдения можно объяснить, исходя из предположения, что антитело и комплемент, контактируя с оболочкой бактериальной клетки, обнажают тот субстрат, на который действует лизоцим.
В ответ на попадание в кровь болезнетворных микробов возрастает число лейкоцитов, что называют лейкоцитозом. Основная функция лейкоцитов состоит в уничтожении болезнетворных микробов. Нейтрофилы, которые составляют большинство лейкоцитов, обладая амебоидными движениями, способны передвигаться. Придя в соприкосновение с микробами, эти большие клетки захватывают их, засасывая внутрь протоплазмы, переваривают и уничтожают. Нейтрофилы захватывают не только живые, но и погибшие бактерии, остатки разрушенных тканей и инородные тела. Лимфоциты, кроме того, участвуют в восстановительных процессах после воспаления тканей. Один лейкоцит может уничтожить более 15 бактерий и иногда погибает при этом. То есть, необходимость определения фагоцитарной активности лейкоцитов как показателя сопротивляемости организма очевидна и обоснования не требует.
Фагоцитозом называется специальная форма эндоцитоза, при которой поглощаются крупные частицы. Фагоцитоз осуществляется только специфическими клетками (нейтрофилами и макрофагами). Фагоцитоз является одним из наиболее ранних механизмов защиты человека и различных видов животных от многих внешних воздействий. В отличие от изучения других эффективных функций нейтрофилов, исследования фагоцитоза стало уже традиционным. Как известно, фагоцитоз - многофакторный и многоэтапный процесс, и каждый из его этапов характеризуется развитием каскада сложнейших биохимических процессов.
Процесс фагоцитоза делится на 4 стадии: приближение к фагоцитируемому объекту, контакт и прилипание частиц к поверхности лейкоцита, поглощение частиц и их переваривание.
Первая стадия: Способность лейкоцитов мигрировать в сторону фагоцитируемого объекта зависит как от хемотаксических свойств самого объекта, так и от хемотаксических свойств плазмы крови. Хемотаксис - движение в заданном направлении. Поэтому именно хемотаксис - определенная гарантия включения нейтрофила в поддержание иммунного гомеостаза. Хемотаксис включает в себя как минимум две фазы:
1. Фаза ориентации, во время которой клетки либо вытягиваются, либо образуют псевдоподии. Около 90% клеток уже в течении нескольких секунд ориентируются на заданное направление.
2. Фаза поляризации, в течение которой осуществляется взаимодействие между лигандом и рецептором. Причем однотипность реагирования на хемотаксические факторы различной природы дает основание предполагать универсальность указанных способностей, которые, по видимому, лежат в основе взаимодействия нейтрофила с внешней средой.
Вторая стадия: прилипание частиц к поверхности лейкоцита. На прилипание и захват частиц лейкоцит отвечает повышением уровня метаболической активности. Происходит троекратное увеличение поглощения О2 и глюкозы, усиливается интенсивность аэробного и анаэробного гликолизов. Это состояние обмена веществ при фагоцитозе получило название «метаболического взрыва». Ему сопутствует дегрануляция нейтрофилов. Содержание гранул выделяется во внеклеточную среду путем экзоциноза. Однако дегрануляция нейтрофилов при фагоцитозе - процесс вполне упорядоченный: с наружной клеточной мембраной сливаются сначала специфические гранулы, и лишь затем азурофильные. Итак, фагоцитоз начинается с экзоцитоза - экстренного выброса во внешнюю среду бактерицидных белков и кислых гидролаз, участвующих в резорбции иммунных комплексов и обезвреживании внеклеточно расположенных бактерий.
Третья стадия: вслед за контактом и прилипанием частиц к поверхности фагоцита следует их поглощение. Фагоцитируемая частица попадает в цитоплазму нейтрофила в результате инвагинации наружной клеточной мембраны. Инвагинированная часть мембраны с заключенной частицей отщепляется, вследствие чего образуется вакуоль или фагосома. Этот процесс может происходить одновременно в нескольких участках клеточной поверхности лейкоцита. Контактный лизис и слияние мембран лизосомальных гранул и фагоцитарной вакуоли приводят к образованию фаголизосомы и поступлению в вакуоль бактерицидных белков и ферментов.
Четвертая стадия: внутриклеточное расщепление (переваривание). Образовавшиеся при выпячивании и отшнуровки клеточной мембраны фагоцитарные вакуоли сливаются с находящимися в цитоплазме гранулами. В результате этого возникают пищеварительные вакуоли, заполненные содержимым гранул и фагоцитируемыми частицами. В первые три минуты после фагоцитоза в вакуолях, заполненных бактериями, поддерживается нейтральная pH, оптимальная для действия ферментов, специфических гранул - лизоцима, лактоферина и щелочной фасфотазы. Затем значение pH падает до 4, в результате чего создается оптимум для действия ферментов азурофильных гранул -миелопероксидазы и водорастворимых кислых гидролаз.
Уничтожение живых объектов, или завершенный фагоцитоз, следует рассматривать как итоговый феномен, в котором сфокусировались многие звенья эффекторного потенциала клетки. Принципиальным этапом в учении об антимикробных свойствах фагоцитов явилось развитие представлений о том, что умервщление бактерий (киллер - эффект) не имеет отношения к деградации (перевариванию) мертвых объектов - убитых микробов, обломков собственных тканей, клеток и др. Этому способствует открытие новых бактерицидных факторов и систем, механизмов их цитотоксичности и способов подключения к фагоцитарным реакциям. С точки зрения реактивности, все бактерицидные факторы нейтрофилов можно разделить на 2 группы.
К первой относятся компоненты, преформированные в зрелом нейтрофиле. Их уровень не зависит от стимуляции клетки, а целиком определяется количеством вещества, синтезированного в процессе гранулопоэза. К ним принадлежат лизоцим, некоторые протеолитические ферменты, лактоферрин, катионные белки и низкомолекулярные пептиды, получившие название «дефенсины» (от английского defincе - защита). Они лизируют (лизоцим), убивают (катионные белки) или задерживают рост бактерий (лактоферрин). Их роль в противомикробной защите подтверждают наблюдения, сделанные в анаэробном режиме: нейтрофилы, лишенные возможности использовать бактерицидные свойства активированного кислорода, нормально убивали микроорганизмы.
Факторы второй группы образуются или резко активируются при стимуляции нейтрофила. Их содержание тем выше, чем интенсивнее реакция клеток. Усиление окислительного метаболизма ведет к образованию кислородных радикалов, которые вместе с перекисью водорода, миелопероксидазой и галогенами составляют эффекторное звено кислородозависимого аппарата цитотоксичности. Было бы неверным противопоставлять друг другу различные антимикробные факторы. Их эффективность во многом зависит от взаимной сбалансированности, условий, в которых протекает фагоцитоз, вид микроба. Ясно, например, что в анаэробной среде на первый план выступают биоцидные моменты, независимые от кислорода. Они уничтожают многие бактерии, но даже один устойчивый вирулентный штамм может вскрыть несостоятельность подобной системы. Антимикробный потенциал складывается из суммы взаимно дополняющих, нередко взаимно компенсирующих взаимодействий, которые обеспечивают максимальную эффективность бактерицидных реакций. Повреждение его отдельных звеньев ослабляет нейтрофил, но не означает полной беспомощности в защите от инфицирующих агентов.
Следовательно, трансформация наших представлений о гранулоцитах, в частности о нейтрофилах, за последние годы претерпела чрезвычайно большие изменения, и сегодня гетерогенность функциональных возможностей нейтрофилов вряд ли дает основание причислять их к каким-либо известным клеткам, участвующим в различных формах иммунологического ответа. Это подтверждается как огромным спектром функциональных возможностей нейтрофилов, так и сферой их влияний.
Большой интерес вызывают изменения естественной резистентности в зависимости от различных факторов.
Одной из важнейших сторон проблемы естественной устойчивости организма является изучение ее возрастных особенностей. Реактивные свойства в растущем организме складываются постепенно и окончательно сформировываются лишь на определенном уровне общефизиологического созревания. Поэтому молодой и взрослый организм обладают неодинаковой восприимчивостью к заболеваниям, по-разному реагируют на воздействие болезнетворных агентов.
Постнатальный период развития большинства млекопитающих животных характеризуется состоянием пониженной реактивности организма, выражающейся полным отсутствием или слабым проявлением неспецифических гуморальных факторов. Этот период характеризуется также неполноценной воспалительной реакцией и ограниченным проявлением специфических гуморальных факторов защиты. По мере развития реактивность организма животных постепенно усложняется и совершенствуется, что связано с развитием желез внутренней секреции, формированием определенного уровня обмена веществ, совершенствованием защитных приспособлений против инфекций, интоксикаций и так далее.
Клеточные факторы защиты в организме животных возникают раньше, чем гуморальные. У телят клеточная защитная функция организма, наиболее выраженная в первые дни после рождения. В более старшем возрасте степень фагоцитоза постепенно увеличивается с колебаниями опсоно-фагоцитарного показателя в сторону повышения или понижения в зависимости от условий содержания. Переход от молочных кормов на растительные снижает фагоцитарную активность лейкоцитов. Вакцинация телят в первые дни жизни способствует повышению активности фагоцитоза.
При этом у телят, родившихся от неиммунизированных коров, фагоцитарная активность лейкоцитов в 5 раз ниже, чем у телят, родившихся от коров, иммунизированных паратифозным антигеном. Кормление молозивом также способствовало повышению активности лейкоцитов.
Фагоцитарные реакции у телят повышаются до 5-дневного возраста, затем в возрасте 10 дней начинают резко снижаться. Наиболее низкие показатели фагоцитоза отмечаются в 20-дневном возрасте. Фагоцитарная активность лейкоцитов в этот период еще ниже, чем у однодневных телят. Начиная с 30-дневного возраста, наблюдается постепенное увеличение фагоцитарной активности лейкоцитов и интенсивности поглощения ими микроорганизмов. Максимальных величин эти показатели достигают в возрасте 6 месяцев. В дальнейшем показатели фагоцитоза изменяются, однако величины их остаются практически на уровне 6-месячного возраста. Следовательно, клеточные факторы защиты к этому возрасту в организме телят уже полностью сформированы.
У новорожденных телят нормальные агглютинины к гертнеровскому антигену отсутствуют и появляются лишь в 2...2,5-месячном возрасте. Телята, вакцинированные в первые дни жизни паратифозной вакциной, не вырабатывают антитела. Агглютинины к этому антигену появляются только в 10...12-дневном возрасте и до 1,5 месяцев образуются в низком титре. В первые 3...7 дней жизни телят они выражены слабо и достигают уровня взрослых животных лишь к 2-месячному возрасту.
Наименьший уровень бактерицидной активности сыворотки крови телят отмечается у новорожденных до приема молозива. На 3-й день после рождения бактерицидная активность сыворотки крови повышается, а к 2-месячному возрасту она практически достигает уровня взрослых животных.
У новорожденных телят до кормления молозивом не обнаруживается лизоцим. После выпойки молозива появляется лизоцим, однако уже к 10-му дню снижается почти в два раза. Однако к месячному возрасту титр лизоцима снова постепенно повышается. К этому времени телята уже способны самостоятельно вырабатывать лизоцим. В 2-месячном возрасте титр лизоцима достигает максимальной величины, затем до 6-месячного возраста количество его поддерживается примерно на одном уровне, после чего вновь в возрасте 12 месяцев титр снижается.
Как видно, в первые 10 дней жизни телят высокая способность лейкоцитов к фагоцитозу компенсирует недостаточность бактерицидной активности сыворотки крови. В более поздние сроки изменения бактерицидной активности сыворотки крови носят волнообразный характер, что, по-видимому, связано с условиями содержания и сезонами года.
Ягнята в первый день жизни имеют относительно высокий фагоцитарный показатель, который к 15-дневному возрасту резко снижается, затем вновь возрастает и достигает своего максимума к 2-месячному возрасту или несколько позже.
Довольно подробно изучена также возрастная динамика гуморальных факторов естественной резистентности организма у ягнят. Так, в первые дни жизни у них отмечаются пониженные показатели естественной резистентности. Способность к продуцированию антител у них появляется в 14...16-дневном возрасте и достигает к 40...60 дням уровня иммунологической реактивности взрослых животных. В первые дни жизни ягнят угнетение микробов при контакте с кровяной сывороткой выражено слабо, в 10...15-дневном возрасте бактерицидная активность сыворотки несколько повышается и к 40...60 дням достигает уровня, свойственного взрослым овцам.
У поросят от рождения до 6-месячного возраста также отмечается определенная закономерность изменений показателей клеточных и гуморальных факторов защиты.
У поросят наиболее низкие показатели фагоцитоза отмечаются в 10-дневном возрасте, в последующем до 6-месячного возраста наблюдается постепенное их повышение. То есть, к 10-дневному возрасту у поросят наблюдается резкое падение всех показателей фагоцитоза. Наиболее выраженное проявление фагоцитоза отмечается у поросят в 15-дневном возрасте. Поросята раннего отъема и искусственно вскормленные имеют более низкие показатели фагоцитарного индекса по сравнению с поросятами, вскормленными под свиноматкой, хотя на их росте ранний отъем от матки не отразился.
Наименьшие показатели опсоно-фагоцитарной реакции отмечаются в 20-дневном возрасте. В этот период снижается не только фагоцитарная активность лейкоцитов, но и уменьшается их количество в 1 мм3 крови (фагоцитарная емкость). Резкое снижение показателей фагоцитоза, по-видимому, связано с прекращением поступления с молозивом антител, способствующих фагоцитозу. С 20-дневного возраста фагоцитарная активность лейкоцитов постепенно возрастает и достигает максимума в 4-месячном возрасте.
Комплементарная активность у поросят начинает обнаруживаться лишь в 5-дневном возрасте и, постепенно нарастая, ко 2...3-му месяцу жизни достигает уровня взрослых животных.
Формирование высокого титра сывороточных белков у поросят происходит независимо от вакцинации свиноматок, к концу четвертой недели жизни. Бактерицидные свойства крови у поросят наиболее выражены к третьей неделе жизни.
В 2-дневном возрасте у поросят хорошо выражена способность сыворотки крови угнетать рост тест-микробов.
К 10-дневному возрасту происходит резкое снижение бактерицидной способности сыворотки. При этом уменьшается не только интенсивность подавления роста микробов сывороткой, но и продолжительность действия ее. В дальнейшем с увеличением возраста животных идет усиление бактерицидной активности сыворотки крови.
Следовательно, молодняк первых 3...4 дней жизни характеризуется слабой иммунологической зрелостью, его естественная резистентность к неблагоприятному воздействию факторов внешней среды низка, с чем связаны высокая заболеваемость и отход в этот период.
У птицы раннему периоду развития (60 дней) присуще слабое проявление гуморальных факторов неспецифического иммунитета организма. В противовес этим показателям в организме птицы на раннем этапе онтогенеза содержится высокое количество лизоцима. Что касается клеточных защитных факторов, то эти показатели достаточно высокие.
В период завершения ювенальной линьки и полового созревания организма каждый определенный показатель естественной резистентности организма имеет свою индивидуальную динамику изменения. Так, окислительно-восстановительная функция крови продолжает постоянно наращиваться. В 150-дневном возрасте комплементарная активность сыворотки крови у ремонтного молодняка достоверно увеличивается. Содержание лизоцима в сыворотке крови имеет четкую тенденцию к снижению. Бактерицидная активность сыворотки крови на этом этапе постэмбрионального развития птицы достоверно повышается и превосходит уровень 60-дневных цыплят. Период полового созревания птицы характеризовался некоторым снижением фагоцитарной интенсивности псевдоэозинофильных гранулоцитов и повышением процента фагоцитирующих псевдоэозинофильных гранулоцитов.
Третий период исследования по сравнению с первым и вторым в большей степени обуславливается яйценоскостью птицы. С началом яйцекладки и последующим ее повышением происходит более существенное снижение окислительно-восстановительной функции крови. Комплементарная активность сыворотки крови увеличивается с повышением яйценоскости и максимальное его количество зарегистрировано в 210-300-дневном возрасте, что соответствовало пику яйцекладки. Бактерицидная активность имеет закономерность к увеличению к началу яйцекладки до ее пика, а в дальнейшем снижается. Это, видимо, сопряжено с более интенсивной деятельностью органов яйцеобразования. С увеличением уровня яйцекладки фагоцитарная интенсивность и процент фагоцитирующих псевдоэозинофильных гранулоцитов у взрослой птицы по сравнению с молодками увеличивается. Таким образом, можно сказать, что на показатели естественной резистентности у птицы большое влияние оказывает уровень их продуктивности; чем выше продуктивность, тем напряженнее неспецифические защитные факторы организма.
Рис. 4. Классы иммуноглобулинов
Первые три класса иммуноглобулинов являются мономерами, т. е. бивалентными, содержащими два антигенсвязывающих центра: IgM - полимер, состоит из пяти мономерных молекул, связанных в области Fc-фрагментов особыми j
-цепями. Валентность IgA различна. В сыворотке крови IgА, как и IgG, имеет мономерную структуру, а в секретах слизистых оболочек, межтканевой жидкости - в виде димеров (двух мономерных молeкул). Эти так называемые секреторные IgAS связаны особым полипептидом, который защищает димеры от воздействия протеолитических ферментов.
Физико-химические свойства Ig. По физико-химическим свойствам иммуноглобулины G, Е, D и А представляют собой белки с молекулярной массой 150000-350000, обозначаемые по константе седиментации как 7S (IgG, IgE, IgD, IgА), 7,7-8,0 S (IgА), 9-12 S (IgАS). Макроиммуноглобулины М имеют молекулярную массу 900000 и константу седиментации 19 S.
Биологические свойства Ig. Касаясь биологических свойств иммуно-глобулинов, нужно отметить, что содержание их в крови непостоянно и колеблется от 0,3-0,4 мг% (IgЕ) до 50-420 мг% (IgА и IgМ) и 800-1680 мг% (IgG).
На первичное введение в организм антигена вырабатываются IgM.
Отличаются они выраженной авидностью (жадностью), т. е., обладая 10 антигенсвязывающими центрами, образуют прочные соединения с антигенами, несущими множественные эпитопы, вызывают агглютинацию и лизис клеток, обеспечивают устойчивость к бактериальным инфекциям.
Сохраняются IgМ, однако, недолго, и период их полувыведения не превышает 5 дней.
При повторном попадании антигена происходит бурная выработка IgG,
обеспечивающих нейтрализацию бактериальных токсинов и вирусов. Связываясь с микроорганизмами, IgG активируют образование комплемента, вызывают хемотаксис нейтрофилов. Микрофаги быстро поглощают бактерии, обработанные IgG и комплементом, так как имеют рецептoры к Fс-фрагменту иммуноглобулина и С3-фракции комплемента. IgG легко проникает через барьеры, в частности сквозь плаценту, попадая в кровь новорожденных. В последующем титр их пополняется при кормлении грудью, что обеспечивает иммунитет младенца в первые недели жизни. Период полувыведения IgG равен 24 дням.
Иммуногло6улины А, АS, Е
вырабатываются как на первичное, так на вторичное воздействие антигена. При этом сывороточные IgА накапливаются в крови. Секреторные IgАS продуцируются в слизистых оболочках кишечника, верхних дыхательных и мочевыводящих путей, содержатся в глазной жидкости, слюне, молоке и обеспечивают местный иммунитет тканей. Период полувыведения равен 6 дням.
IgE -
цитофильный иммуноглобулин, в частности связывается с тучными клетками и базофилами крови. При реагировании с антигенами (микробами, веществами) в результате образования на их поверхности иммунных комплексов высвобождаются медиаторы воспалительной реакции.
Иммуноглобулин класса D
находится на поверхности В-лимфоцитов вместе с мономерными IgМ составляет их рецепторы.
Взаимодействие иммуноглобулинов с антигенами. IgG, IgM, IgА реагируют с детерминантами антигенов всеми имеющимися в их молекуле антигенсвязывающими центрами. Вследствие этого в растворах о6разуются крупные конгломераты веществ. Антитела, вызывающие видимые реакции, называют полными. В противоположность этому некоторая часть IgE и IgG реагирует с антигеном лишь одним активным центром, видимых реакций не дает и поэтому называется неполными антителами. Если реакция
взаимодействия этих антител происходит в крови и не вызывает каких-либо нарушений в организме, их называют антителами-свидетелями.
Последние блокируют антиген, а нередко одновременно связывают комплемент, вследствие чего называются блокирующими
и комплементсвязывающими.
Реагирование IgE с антигенами на поверхности клеток приводит к развитию аллергий. При незначительных, бесследно исчезающих проявлениях аллергии на кожных покровах антитела называют реагинами,
а при ярко выраженных повреждениях клеток кожи- агрессинами
или кожно-сенсибилизцрующими антителами.
ПРОЦЕСС АНТИТЕЛООБРАЗОВАНИЯ
Образование антител как иммунная реакция на антигены происходив в лимфоидной ткани периферических органов иммунитета, главным образом в лимфатических узлах и белой пульпе селезенки. Продуцентами антител являются плазмоциты.
Общая иммунная реакция на антиген. Начинается синтез антител с захвата антигенов макрофагами и появления в корковой зоне лимфатических узлов центров размножения (вторичных фолликулов) с большим количеством митотически делящихся лимфоцитов и плазматических клеток. В первые сутки после введения антигена резко снижается выход лимфоцитов из лимфатических узлов, а в последующие 3-4 дня, наоборот, значительно возрастает и ведет к интенсивной миграции (расселению) стимулированных лимфоцитов через кровь во все лимфоидные ткани и органы.
Фазы антителообразоваиия. В динамике образования антител различают две фазы - индуктивную (латентную) и продуктивную, или репродуктивную.
Индуктивной фазой
называют отрезок времени между введение антигена и появлением следов антител или первых плазмоцитов. В этой фазе происходит распознавание антигена. Он фагоцитируется (пиноцтируется) макрофагами или же связывается гастиоцитами. Если вслед за этим антиген полностью разрушается, то антитела не вырабатываются. Антителогенез происходит лишь при частичной деградации антигена. В таком случае в лимфоидной ткани, где происходит связывание антиген отмечаются массовая гибель и параллельно пролиферация клеток, появляется большое количество фагоцитов, увеличивается содержание в ней гистамина, гепарина, серотонина и других веществ, усиливающих воспаление. На фоне воспаления в конце индуктивной фазы начинается кооперация (взаимодействие) между макрофагами, на мембране которых находится измененный антиген, Т- и В-лимфоцитами, в результате чего молодые В-лимфоциты получают сигнал к пролиферации и дифференцируются в плазмоциты.
Индуктивная фаза длится примерно 20 ч. Она очень лабильна. Начавшийся процесс антителообразования в этой фазе можно приостановить воздействием неблагоприятных для организма факторов. Наиболее легко это удается с помощью радиации, вследствие чего индуктивную фазу антителогенеза называют радиочувствительной.
В продуктивной фазе
происходит интенсивный синтез антител. остановить его нельзя даже облучением и поэтому продуктивную фазу можно назвать радиорезистентной. В этой фазе иммунного ответа кооперация иммунокомпетентных клеток, темп деления В-лимфоцитов резко усиливаются. В частности, на смену молодым клеткам типа плазмобластов (иммунобластов) в лимфоидной ткани появляются вначале юные, а затем зрелые плазматические клетки. При первичном иммунном ответе максимальное количество плазмоцитов в селезенке и лимфатических узлах появляется на седьмые сутки. Это совпадает с самым высоким титром антител в крови. Повторное введение чужеродного антигена сопровождается необычно интенсивным процессом антителообразования. При этом плазмоциты появляются через 48 ч, а максимальный титр антител - на 3-4-есутки. Это связано с наличием у иммунизированных индивидуумов специальных клеток иммунологической памяти, которые являются, по сути, юными плазмоцитами с незаконченным циклом трансформации. Естественно, что при повторном воздействии антигена они, проделав несколько делений, в считанные часы превращаются в зрелые плазмоциты.
Продуктивная фаза антителообразования сравнительно непродолжительна. Применительно к одному клону она длится около 10 суток, но по отношению ко многим из них может увеличиться до нескольких недель, однако через 2-3 месяца титр антител в крови переболевших инфекционными заболеваниями резко снижается.
Функциональные особенности плазмоцитов. Касаясь функциональных особенностей плазмоцитов, следует подчеркнуть, что они могут рассматриваться как своеобразные одноклеточные 6елковые железы. Как правило, плазмоциты образуют антитела одной иммунологической специфичности, например Н- или О-антитела к соответствующим жгутиковым и соматическим антигенам бактерий, Более того, при наличии в молекуле антигена двух разных детерминант плазмоцит вырабатывает антитела против одной из них. Только 0,01 % плазмоцитов продуцирует оба антитела. Первичный иммунологический ответ о6ычно начинается с синтеза IgМ. При вторичном ответе на антиген образуются микроглобулины IgG. Развитие клона плазмоцитов, начиная от плазмобласта до зрелой формы, занимает 5-6 суток. Жизненный цикл плазмоцитов, продуцирующих тот или иной вид антител, не превышает 48 ч. При этом вырабатывающиеся клоном плазмоцитов антитела представляют собой широкий спектр иммуноглобулинов, отличающихся по специфичности к различным детерминантам антигена.
АЛЛЕРГИЯ (ГИПЕРЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ)
Под аллергией
понимают неадекватный по силе иммунный ответ организма на определенное вещество-агент (аллерген), связанный с повышенной к нему чувствительностью (гиперчувствительностью). Аллергия специфична и возникает при повторном контакте с аллергеном, вызвавшим изменение иммунореактивности организма. Аллергия свойственна теплокровным животным и особенно человеку. Ее формирование в большей мере обусловлено способностью млекопитающих вырабатывать аллергические (анафилактические) IgЕ.
Природа и классификация аллергенов. Аллергию вызывают многочисленные факторы окружающей среды, но чаще всего химические вещества, обладающие свойствами иммуногенов и гаптенов. По резервуару их образования все аллергены делят на экзоаллергены,
попадающи извне, и эндоаллергены,
образующиеся в самом организме. Экзоаллергены, с которыми контактирует человек, в свою очередь подразделяют на аллергены неинфекционного и инфекционного происхождения. Среди неинфекционных аллергенов
различают бытовые, эпидермальные (перхоть, шерсть, волосы), лекарственные (пенициллин, сульфаниламиды и др.), промышленные (формалин, бензол), пищевые. Отдельно выделяют поллинозы,
вызываемые цветочной пыльцой растений (лат: ро11еп -
пыльца). Наиболее сильными сенсибилизирующими свойствами среди аллергенов инфекционного происхождения обладают аллергены патогенных грибков, бактерий и вирусов.
Типы аллергических реакций. Аллергии - это иммунные гуморально-клеточные реакции сенсибилизированного организма на повторное воздействиё аллергенов. В настоящее время различают реакции гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ) и реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). К ГНТ относят анафилактический шок, сывороточную болезнь, бронхиальную астму, сенную лихорадку, крапивницу, непереносимость к пищевым и лекарственным веществам. Столь же многочисленна группа реакций ГЗТ. К этой категории гиперчувствительности, в частности, относят инфекционную аллергию на бактерии, вирусы и грибы; аллергию на антибиотики и химические вещества; воспалительные реакции при отторжении трансплантата.
Механизм и общая характеристика реакций ГНТ. В основе возникновения реакций ГНТ лежит процесс взаимодействия между IgE и аллергеном. При этом нужно иметь в виду, что молекулы IgЕ фиксированы на тучных и других клетках тканей, базофилах крови, а у сенсибилизированных лиц (особей) они в большом количестве обнаруживаются в крови.
В развитии ГНТ различают три фазы: иммунологическую, патохимическую и патофизиологическую.
В иммунологической фазе
аллерген реагирует с цитофильными и свободноплавающими в крови и межтканевой жидкости антителами.
В патохим.ической. фазе,
наступающей вслед за образованием иммунных комплексов на внешних мембранах туч»ых клеток и базофилов, высвобождаются биологически активные вещества, которые повышают проницаемость капилляров и слизистых оболочек, способствуют всасыванию аллергенов и развитию 6ыстрой воспалительной реакции. Реагирование аллергенов со свободноплавающими IgЕ (по старой терминологии - с анафилаксинами) сопровождается 6ыстрsм связыванием комплемента, изменением коллоидного состава и свертываемости крови.
В патофизиологической фазе
при различных реакциях ГНТ отмечаются отек слизистых оболочек, покраснение и зуд кожных покровов (крапивница, сенная лихорадка), удушье в результате спазма гладкой мускулатуры бронхов (астма), припухлость и болезненность суставов (сывороточная болезнь), другие местные воспалительные реакции, а при резких нарушениях деятельности сердечно-сосудистой системы -внезапно возникающий анафилактичесуий шок.
Реакции ГНТ проявляются в ближайшие 15 -20 мин после воздействия специфического аллергена; вызываются аллергенами антигенной и неантигенной природы; являются следствием взаимодействия аллергенов с аллергическими антителами. Реакции передаются пассивным путем, посредством введения сывороток сенсибилизированных животных. В 6ольшинстве случаев состояние гиперчувствительности к аллергену можно легко снять путем десенси6илизации.
Механизм и общая характеристика реакций ГЗТ. Реакции ГЗТ обусловлены взаимодействием Т-лимфоцитов с соответствующим аллергеном. В развитии ГЗТ выделяют те же три фазы реакции. В иммунологической фазе
аллерген реагирует с неиммунными лимфоцитами, которые в результате бласттрансформации превращаются в зрелые эффекторные тимоциты, способные узнавать «свой» аллерген. В патохимической фазе
сенсибилизированные лимфоциты выделяют лимфотоксины
, факторы, которые обусловливают хемотаксис и усиливают фагоцитоз, защищают фагоциты от повреждения и ингибируют миграцию макрофагов и др.
Патофизиологическая фаза
проявляется выраженной реакцией воспаления в разных тканях и органах.
Реакции ГЗТ развиваются в течение многих часов или нескольких суток после контакта с аллергеном; вызываются после длительного воздействия инфекционных аллергенов и химических веществ; протекают в самых разнообразных тканях с явлением,альтерации (повреждения) клеток сенсибилизированными лимфоцитами; пассивная передача сыворотками сенсибилизированных животных невозможна и достигается введением взвеси Т-лимфоцитов; десенсибилизировать ГЗТ, как правило, не удается.
В заключение следует подчеркнуть, что провести резкую грань между реакциями ГНТ и ГЗТ невозможно. Вначале, по-видимому, формируется ГЗТ как Т-клеточная реакция организма на аллерген, а после выработки иммуноглобулинов проявляется в виде ГНТ. Возможно, обе реакции развиваются параллельно и независимо одна от другой. В ответ на повторное воздействие аллергена у разных животных возникает то ГНТ, то ГЗТ либо обе реакции гиперчувствительности одновременно.
ПАТОГЕНЕЗ И ХАРАКТЕР ПРОЯВЛЕНИЯ
АНАФИЛАКСИИ И ИНФЕКЦИОННОЙ АЛЛЕРГИИ
В возникновении различных типов аллергий
ведущее значение принадлежит индивидуальной иммунной реактивности организма человека Однако есть аллергии, доминирующую роль в развитии которых играет характер аллергена. К ним относят анафилактический шок и инфекционную аллергию.
Анафилаксия. Анафилаксия (греч. aha - обратное и jilakziz -действие или беззащитность) представляет собой реакцию гиперчувствительности немедленного типа, которая чаще всего возникает при повторном парентеральном введении чужеродной сыворотки или пенициллина.
Виды анафилаксии. По признаку генерализации различают общую и местную анафилаксии, а по способу приобретения - активную и пассивную. Общая анафилаксия
проявляется как системная реакция, нарушающая жизнедеятельность всего организма, а местная -
как локальная, ограниченная определенным участком кожи, ткани, органа. Активная анафилаксия
является следствием выработки антител под влиянием аллергена, а пассивная -
результатом пассивной передачи иммунных сывороток (иммуноглобулинов) от сенсибилизированных до норов.
Характеристика и проявление анафилактического шока. Самой тяжелой формой о6щей анафилаксии является анафилактический шок. Легче всего его вызвать у морских свинок, сенсибилизируя их лошадиной сывороткой. Вводят ее подкожно, внутрибрюшинно, внутривенно. Отмечено, что сенсибилизация животных происходит тем быстрее, чем меньше доза антигена. Эффективным является даже 0,000001 мл сыворотки. Готовность животных отвечать анафилактическим шоком возникает спустя 9-12 дней инкубации и совпадает с моментом появления антител в крови. Реализуется шок при соблюдении двух условий: 1) повторная или разрешающая доза сыворотки должна превышать сенсибилизирующую в 10-100 раз и быть не меньше 0,1 мл; 2) для развития шока разрешающую дозу антигена необходимо вводить в кровоток (внутривенно или внутрисердечно).
У морской свинки при возникновении анафилактического шока вначале появляются возбуждение, одышка, затрудненное дыхание, далее, после конвульсивных прыжков, животное падает и погибает, выделяя кал и мочу. При вскрытии павших животных отмечаются резкая эмфизема легких вследствие спазма гладкой мускулатуры бронхов, кровоизлияния в слизистые и серозные оболочки. У человека при возникновении анафилактического шока учащается пульс, повышается температура, возникает одышка, появляются судороги, отеки, боли в суставах, высыпания, резко нарушается деятельность сердечно-сосудистой системы. Смерть анафилаксии наступает редко.
В патогенезе анафилактического шока различают обычные для аллергической реакции ГНТ три стадии.
Местная анафилаксия
возникает в коже, подкожной клетчатке и в органах при многократных инъекциях чужеродной сыворотки. При этом развивается гиперергическое воспаление с резко выраженным отеком и квоизлиянием в ткани, заканчивающееся их некрозом. Впервые активный тип гиперергической реакции с образованием глу6оких незаживающих язв в коже и подкожной клетчатке описал Н. Артюс у кроликов, которым 5-7 раз через 5 - 6 дней подкожно вводили лошадиную сыворотку. Феномен Артюса сравнительно легко передается пассивно путем парентерального введения сыворотки сенсибилизированного донора с последующей подкожной инъекцией реципиенту разрешающей дозы сыворотки. В основе развития местной анафилаксии лежит альтерация клеток иммунными преципитатами, связывающими комплемент.
Пассивная анафилаксия
- это передача интактному животному состояния анафилаксии посредством введения сыворотки сенсибилизированного донора. Сенсибилизированный реципиент через несколько часов после фиксации в его тканях антител приобретает способность реагировать на введение соответствующего аллергена анафилактический шоком или местной анафилаксией. Пассивно переданная гиперчувствительность к аллергену сохраняется в организме морской свинки от 3-4 недель до 2 месяцев и полностью исчезает после разрушения введенных антител.
Инфекционная аллергия. Развитие инфекционной аллергии и природу ее иммунологической сущности описал Р. Кох. Повторно заражая морскую свинку микобактериями туберкулеза, он обнаружил необычно бурную на них реакцию больного животного. На месте подкожного введения суперинфицирующей дозы в считанные дни возникала язва и вместе с некротической тканью удалялись бактерии туберкулеза, что предупреждало их, распространение в регионарные лимфатические узлы и через кровь - во внутренние органы свинки.
Подобное состояние гиперчувствительности характерно для многих инфекционных заболеваний, но интенсивность проявления этой аллергической реакции не имеет столь яркого характера, как при туберкулезе. Этот тип ГЗТ выявляют с помощью диагностических проб, в которых используются аллергены. Готовятся они из фильтратов бульонных культур, взвесей убитых микроорганизмов или их экстрактов. Вводят аллергены в организм человека накожно или внутрикожно. Накожныё пробы проводят с помощью скарификатора, которым через каплю аллергена, нанесенную в нижней трети предплечья, делают две параллельные поверхностные насечки кожи длиной 5 мм, избегая повреждения сосудов и появления крови. Внутрикожно аллерген вводится туберкулиновым шприцем в количестве 0,05-0,1 мл.
Следует подчеркнуть, что скарификационные пробы более специфичны, чем внутрикожные, но последние во стократ чувствительнее первых. При положительных реакциях на месте введения аллергена спустя 24 - 48 ч возникает инфильтрат, состоящий преимущественно из лимфоцитов моноцитов и макрофагов, что визуально проявляется покраснением и припухлостью диаметром более 10 мм.
Оценивая аллергические пробы, нео6ходимо учитывать возможность получения ложноположительных реакций у людей с повышенной чувствительностью кожи или же из-за из6ыточного введения аллергена и нарушения техники их производства. Положительные, но не диагностические аллергические пробы могут регистрироваться у привитых лиц (поствакцинальные), переболевших (анамнестические) или же у больных другим инфекционным заболеванием, возбудитель которого имеет сходные групповые аллергены. В о6щем говоря, положительные аллергические пробы свидетельствуют об инфицированности людей. С учетом этих оговорок они нашли широкое применение в экспресс-диагностике туберкулеза и микобактериозов, лепры, бруцеллеза, туляремии, сапа, актиномикоза, токсоплазмоза, дерматомикозов и др.
ИММУНОПРОФИЛАКТИКА И ИММУНОТЕРАПИЯ
ВАКЦИНЫ
Вакцины -
это биологические препараты, предназначенные для создания у людей, животных и птиц иммунитета к инфекционным заболеваниям или реже - к ядам. Имеются корпускулярные и некорпускулярные вакцины. Корпускулярные вакцины содержат аттенуированные
(осла6ленные) или убитые микро6ы, некорпускулярные - продукты их химического расщепления (химические вакцины), о6езврежениые экзотоксины бактерий или яды животного и растительного происхождения (анатоксины). По числу антигенов, входящих в вакцину, различают моно- и поливакцины (ассоциированные), по видовому составу – бактериальные, риккетсиозные, вирусные.
Живые вакцины -
это, как правило, моновакцины. Одни из них содержат ослабленные бактерии (бруцеллезная, туляремийная, чумная, сибироязвенная, туберкулезная вакцины), другие - вирусы (против натуральной оспы, желтой лихорадки, 6ешенства, полиомиелита, кори, эпидемического паротита). Живые вакцины наиболее иммуногенны и обычно создают напряженный и длительный иммунитет, вследствие того, что измененные штаммы (мутанты) сохраняют свойство размножаться (репродуцироваться) в привитом организме, вызывая миниатюрную вакцинную инфекцию, сжатую в сроках течения и сглаженную по тяжести проявления. Например, противооспенная и туляремийная вакцины обеспечивают устойчивость на протяжении 5-7 лет. Исключение составляет, пожалуй, только антигриппозная вакцина, создающая выраженный иммунитет на 6-8месяцев. К недостаткам живых вакцин относится то, что они очень, реактогенны (энцефалитогенны), обладают аллерргическими свойствами, за счет остаточной вирулентности могут вызывать серьезные осложнения, вплоть до генерализации вакцинного процесса и развития менингоэнцефалита.
Убитые вакцины
(брюшнотифозная, паратифозная А и В, дизентерийная, холерная, коклюшная, лептоспирозная, сыпнотифозная, против гриппа, полиомиелита, клещевого энцефалита) используются в виде моно- и поливакцин. Некоторые из них (лептоспирозная, антигриппозная), лючающие несколько разновидностей (сероваров) возбудителя, называются поливалентными. Убитые вакцины слабоиммуногенны и создают непродолжительнЬш иммунитет сроком до года, по-видимому, потому, что в процессе их изготовления происходит денатурация антигенов.
Химцческие вакцины -
это препараты, состоящие из полных антигенов микробных культур и очищенные от балластных веществ. Применяются для профилактики брюшного тифа, паратифов А и В (вакцина TABte со столбнячным анатоксином), коклюша, туберкулеза. Разрабатывается метод получения вакцин из протективных антигенов и рибосом. Реактогенность хорошо очищенных вакцин незначительна. По профилактической эффективности химические вакцины превосходят убитые корпускулярные.
Анатоксины
(столбнячный, дифтерийный, гангренозные, ботулинический, стафилококковый) относительно мало реактогенны, создают напряженный и длительный иммунитет до 4-5 лет и более.
В настоящее время в арсенале средств борьбы с инфекционными (заболеваниями насчитывается около 30 вакцинальных препаратов против бактериальных, вирусных, риккетсиозных инфекций.
Общая характеристика вакцин будущего. Синтетические вакцины -
безбалластные вакцины, содержащие естественные или искусственно синтезированные микробные (вирусные) протективные антигены, не обладающие побочным токсическим действием. Для усиления иммунного ответа они конъюгируются со специально подобранными Т-зависимыми носителями и введены в адъюванты (иммуномодуляторы), которые стимулируют образование высоких титров антител.
Рекомбинантные вакцины -
искусственно созданные вакцины, содержащие рекомбинантные вирусы или микробы-химеры, в геномы которых введены гены других микробных видов, кодирующие один или несколько специфических антигенов. Таким путем, в частности, уже создан, рекомбинантный вирус оспенной вакцины, синтезирующий поверхностный HBs-антиген вируса гепатита В; кодирующий гемагглютинин вирус гриппа А; гликопротеины вирусов простого герпеса и везикулярного стоматита. Экспрессия HBs-антигена осуществлена также в дрожжевых клетках, отличающихся необычайно высокой иммуногенностью и полной безвредностью.
Цели применения. Вакцины предназначаются для создания активного индивидуального и коллективного иммунитета. Чаще всего они используются для профилактики инфекционных заболеваний, реже для лечения (гонококковая, стафилококковая, спиртовая дизентерийная вакцины, Vi - антиген брюшнотифозной палочки, бруцеллезная вакцина).
Способы изготовления. Для получения вакцин применяют физические, химические, биологические факторы. Живые вакцины обычно получают, пассируя патогенные микробы через организм невосприимчивых животных, куриный эмбрион, культуры клеток, добиваясь резкого снижения вирулентности. Убитые бактериальные вакцины гртовят по методу Колле, для чего микробы выращивают на плотных средах, смывают, стандартизируют, обезвреживают нагреванием (гретые вакцины) или воздействием химических соединений (формолвакцины, фенолвакцины, ацетоновые и т. п.). Анатоксины получают по методу Рамона, который для детоксикации бактериальных экзотоксинов предложил прибавлять к ним 0,3-0,8 % формалина с последующим выдерживанием на протяжении 3-4 недель при температуре 37-42 "С.
Пути введения вакцин. Вакцины вводят в организм накожно, внутрикожно, подкожно, через рот и нос. В последние годы широкое распространение получил метод массовой вакцинации с помощью безыгольных, инъекторов. С той же целью разрабатывается аэрогенный способ одновременной аппликации вакцины на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, глаз и носоглотки.
Схема вакцинации. Живые вакцины, кроме полиомиелитной, применяются однократно, убитые корпускулярные, химические вакцины и анатоксиньг вводятся два-три раза с интервалами от 7-10 до 25-40 дней. Ввиду того что многократная вакцинация не обеспечивает высокого охвата населения прививками, применяются депо-вакцины. В качестве депонирующих веществ используют минеральные коллоиды, чаще всего гели гидроксида или фосфата алюминия, масла, которые как адсорбенты обеспечивают постепенное длительное воздействие антигенов на организм, а некоторые на них, например сложные адъюванты типа Фрейнда, неспецифически стимулируют антителогенез.
Плановые прививки. Вакцинацию проводят в плановом порядке и по эпидемическим показаниям (при возникновении заболеваний). Проведение прививок регулируется государственными законами и является общественной мерой борьбы с инфекциями. В настоящее время принят четкая программа иммунизации детей. На первом году жизни ребенка прививают против туберкулеза (в роддоме на 5-7-й день), полиомиелита (в 3 мес.), коклюша, дифтерии и столбняка (в 4 - 5 мес.), а по достиженм года иммунизируют антикоревой вакциной.
ИММУННЫЕ СЫВОРОТКИ (ГАММА-ГЛОБУЛИНЫ)
Сывотортка –
жидкая часть крови, лишенная фибриогена. Она образуется при свертывании крови и отделении плазмы от сгустка и форменных элементов.
Классификация. Сыворотки бывают нормальные и иммунные с повышенным титром иммуноглобулинов; гомологичные, полученные от человека, и гетерологичные, или чужеродные, полученные от специально иммунизированныx животных. Иммунные сыворотки по целевому назначению подразделяют на лечебно-профилактические и диагностические, а по характеру содержащихся в них антител - на антитоксические и антимикробные.
Диагностические сыворотки, как уже было сказано, используются для идентификации патогенных микробов. С помощью лечебно-профилактических сывороток создается пассивный иммунитет. Надобность в нем возникает при инфицировании (серопрофилактика) или заболевании (серотерапия).
Антитоксические сыворотки нейтрализуют бактериальные экзотоксины и применяются для лечения и профилактики токсинемических инфекций. К ним относятся противодифтерийная, противостолбнячная, антистафилококковая, против анаэробной инфекции, противоботулиническая сыворотки.
Антимикробные сыворотки обезвреживают бактерии и вирусы. Лучшими из них являются вируснейтрализующие сыворотки, в частности антикоревая, противооспенная, антирабическая, противоэнцефалитная, противополиомиелитная и противогриппозная. Лечебно-профилактическая эффективность антибактериальных сывороток низка, они используются главным образом для профилактикй коклюша и лечения чумы, сибирской язвы, лептоспироза.
Титрование антитоксических лечебных сывороток. Антитоксические сыворотки титруются в антитоксических или международных единицах (AЕ или МЕ). За 1 АЕ принимают минимальное количество сыворотки, предохраняющее определенный вид животных от гибели при заражений специально подобранной дозой токсина. Так, 1 АЕ антидифтерийной сыворотки - это наименьшее количество сыворотки, которое на протяжении 4 суток предохраняет от смерти морскую свинку массой 250 г, инфицированную 100 ДLМ дифтерийного токсина.
Антибактериальные и антивирусные сыворотки не титруются и вводятся по клиническим показаниям в миллилитрах. При определении их лечебной дозы учитываются тяжесть, день заболевания и возраст больного.
Методы получения сыворотки. Лечебные и профилактические гетерологичные сыворотки получают путем иммунизации лошадей, поскольку эти животные более реактогенны, чем другие, и дают большой выход антител. Кроме того, лошадиный белок наименее анафилактогенен. Для получения антитоксических сывороток лошадей вначале иммунизируют анатоксином, а после создания базисного иммунитета - возрастающим дозами токсина. Антибактериальные сыворотки получают путем введения животным убитых или живых микробов.
Нередко для лечения и профилактики инфекционных болезней используются гомологичные сыворотки здоровых доноров, пере6олевших людей или препараты плацентарной крови.
Гамма-глобулины. В целях концентрации иммуногло6улинов, снижения токсичности и уменьшения аллергического действия сыворотки освобождают от балластных белков. При этом используют методы фракционирования сывороток с помощью спирто-водных смесей при температуре 0 "С, ультрацентрифугирования, электрофореза, ферментативного гидролиза (метод диаферм). Очищенные и концентрированные препараты гамма-глобулиновой фракции сывороточных 6елков, содержащие высокие титры антител, называют иммуноглобулинами, а в практике - гамма-глобулинами. В сравнении с нативной сывороткой они более авидны, быстрее реагируют и прочно связываются с антигеном. Применение гамма-гло6улинов снизило количество и тяжесть осложнений, возникающих при введении гетерологичных сывороток. Важно и то, что современная технология изготовления человеческого гамма-глобулина гарантирует полную ги6ель вирусов гепатита.
Способы введения. Сыворотки и гамма-гло6улины вводят в организм различными путями: подкожно, внутримышечно, внутривенно или в спинномозговой канал. После введения иммунной сыворотки пассивный иммунитет возникает спустя несколько часов и продолжается 8-15 дней. .
Специфическая десенсибилизация (гипосенсибилизация) анафилаксий. У сенсибилизированных чужеродной сывороткой животных анафилактическое состояние сохраняется в течение многих месяцев, а у человека - практически всю жизнь. В целях предупреждения анафилаксий у человека А. М. Безредка предложил вводить сыворотку небольшими дозами многократно, постепенно связывая анафилактические антитела Этот способ профилактики анафилактического шока называют специфической десенсибилизацией.
Проводя ее, предварительно определяют чувствительность организма к белку. С этой целью в сгибательную поверхность предплечья внутрикожно вводят 0,1 мл чужеродной сыворотки разведенной 1:100. При отрицательной реакции, проявляющейся с образованием папулы диаметром 9 мм с небольшим ободком покраснения, через 20-30 мин поочередно вводят 0,1 мл и 0,2 мл цельной сыворотки, а спустя 1 -1,5 ч всю остальную дозу. При положительной внутрикожной пробе с инфильтратом более 10 мм десенсибилизация вначале проводится разведенной 1:100 сывороткой в дозах 0,5, 1,0, 2,0, 5 мл с интервалами в 20 мин, а затем с теми же промежутками 3 раза цельной - 0,1, 0,2, оставшийся объем. Состояние десенсибилизации непродолжитёльно и через 5-14 дней вновь появляется исходная гиперчувствительность.
Гомологичные сыворотки (сыворотки человека) анафилактических реакций не вызывают. При нео6ходимости лечебную дозу этих сывороток вводят одновременно. Так, гамма-глобулин из сыворотки человек для профилактики кори вводят внутримышечно в количествё 1,5-З мл. , Для лечения и профилактики инфекционных заболеваний сыворотки и гамма-глобулины должны вводиться как можно раньше после заражения или заболевания. Например, противостолбнячную сыворотку следует использовать в первые 12 ч от момента ранения, а противодифтерийную -
не позднее 2-4 ч после постановки диагноза.
СЕРОЛОГОЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ИММУНИТЕТА
Серологическими называют такие реакции, для постановки которых используют сыворотку (serum), содержащую антитела.
Серологические реакции применяют: а) для идентификации микроорганизмов, токсинов, любого другого антигена с помощью известного антитела (иммунная диагностическая сыворотка); б) для определения природы антитела в сыворотке крови с помощью известного антигена (диагностикум).
Основными серологическими реакциями являются реакции агглютинации, преципитации, связывания комплемента, иммунофлюоресценции, нейтрализации вирусов на культурах клеток, куриных эмбрионов и животных, реакция торможения гемагглютинации.
Общие закономерности серологических реакций: 1) реакции ставятся in vitro; 2) проявляются при иммунологическом соответствии (гомологичности) антигена и антитела, в оптимальных температурных условиях и рН среды; 3) протекают в две фазы: а) взаимодействие антигена с антителом, или специфическая фаза; 6) образование видимого невооруженным глазом иммунного комплекса антитело-антиген, или неспецифическая фаза.
Для определения родовой, видовой и типовой принадлежности микробов иммунные диагностические сыворотки получают путем многократного введения животным в нарастающих дозах убитых или живых микроорганизмов, продуктов их распада, токсинов и анатоксинов Иногда для активации антителообразования применяют адъюванты "как стимуляторы иммуногенеза.
После определенного цикла иммунизации животных проводят пробное кровопускание и определяют титр антител. Если в сыворотке содержится достаточное количество антител, делают массивное кровопускание или тотальное обескровливание животного. Кровь, собранную в стерильную посуду, сначала помещают в термостат при температуре 37° С на 4-6 для ускорения свертывания, затем -на сутки в ледник. Полученную прозрачную сыворотку отсасывают в стерильную посуду, добавляют консерванты (мертиолат, хинозол), проверяют на стерильность и разливают в ампулы.
К диагностическим сывороткам относятся: 1) агглютинирующие бактерии (корпускулы); 2) преципитирующие, предназначенные для выявления некорпускулярных антигенов; 3) гемолитическая, используемая в реакции связывания комплемента; 4) антитоксические и антивирусные, используемые для типирования токсинов и вирусов в реакции нейтрализации.
Выпускают также люминесцентные сыворотки, иммуноглобулины которых метятся флюорохромами. Применяются они для ускоренной диагностики инфекционных болезней.
В качестве антигенов в серологических реакциях используют взвеси живых и убитых бактерий, продукты их расщепления, токсины, экстракты тканей животных.
РЕАКЦИЯ АГГЛЮТИНАЦИИ
Агглютинацией
называется склеивание бактерий при действии на нх специфических антител в присутствии электролита. Ее используют:
1) для определения вида и серовара выделенных бактерий (серотипаж);
2) для обнаружения антител в сыворотке крови больного (серодиагностика).
Для постановки реакции агглютинации (РА) необходимы три компонента: антиген (агглютиноген), антитело (агглютинин) и электролит (изотонический раствор натрия хлорида). В качестве антигена в РА применяют взвеси живых и убитых бактерий (диагностикумы).
Для получения агглютинирующих сывороток обычно иммунизируют кроликов. При этом им 5-7 раз подкожно, а затем внутривенно с интервалами 2-7 суток в возрастающих дозах вводят взвесь убитых, а в конце - 2-3 раза живых бактерий. Через неделю после иммунизации определяют титр сыворотки, или максимальное ее разведение, которое агглютинирует гомологичный микроорганизм. Если титр сыворотки недостаточен, иммунизацию продолжают. Полученные таким образом агглютинирующие сыворотки называются неадсорбированными,
поскольку содержат групповые агглютинины и могут в небольших разведениях склеивать родственные в антигенном отношении бактерии. Поэтому для определения вида бактерий надо ставить развернутую реакцию с сывороткой, разведенной от 1:100 до ее титра. Сыворотка соответствует микроорганизму в том случае, если как минимум агглютинирует его до половины титра.
Более достоверные результаты при определении вида или серовар бактерий дают адсорбированные (монорецепторные
или типоспецифические) сыворотки
, которые не имеют групповых агглютининов, вследствиечего нет необходимости разводить их. Реакцию агглютинации в нихставят на предметном стекле.
Ориентировочная, или пластинчатая реакция агглютинации. Ориентировочную РА выполняют перед постановкой развернутой реакции для того, чтобы отобрать на среде агглютинирующиеся в сыворотке колонии бактерий (культуры) и исключить из дальнейших исследований неагглютинирующиеся. Ставят ее при комнатной температуре на предметном стекле (рис. 5, а).
Для этого на его поверхность пастеровской пипеткой раздельно наносят 2-3 капли различных сывороток в разведениях 1:10-1:20 и каплю 0,5 % раствора хлорида натрия (контроль РА). В каждую каплю за исключением контрольной вносят подозрительные колонии (петлю культуры) и тщательно перемешивают до равн
