Вариабельность иммунного ответа при бактериальной, вирусной и смешенной инфекциях

ИНФ II (бета-ИНФ) также способны проявлять антивирусный эффект. Он связан с несколькими механизмами. Во-первых, активация интерфероном N0-синтетазы приводит к повышению внутриклеточного содержания оксида азота, ингибирующего размножение вирусов. Во-вторых, ИФН активирует эффекторные функции NK-клеток, Т-лимфоцитов, моноцитов, тканевых макрофагов и гранулоцитов, проявляющих антителозависимую и антите-лонезависимую цитотоксичность. Кроме того, ИНФ блокирует депротеи-низацию вирусов, высвобождение зрелых вирусных частиц из клетки, а также нарушает метилирование вирусной РНК.

По связыванию интерферона  с рецептором и реализации его  эффектов механизм активности напоминает действие некоторых гликопептидных гормонов. ИФН активирует гены, некоторые  из которых кодируют образование  продуктов с прямым антивирусным действием — протеинкиназы и олигоаденилат синте-тазы.

 ИФН видоспецифичны. Каждый биологический вид, способный  к их образованию, продуцирует  свои уникальные продукты, похожие  по структуре и свойствам, но  не способные проявлять перекрёстный  антивирусный эффект (то есть действовать в условиях организма другого вида).

Система комплемента — комплекс белков, постоянно присутствующих в крови. Это каскадная система протеолитических ферментов, предназначенная для гуморальной защиты организма от действия чужеродных агентов, она участвует в реализации ИО организма. Является важным компонентом как врождённого, так и приобретённого иммунитета.

Эта система белков включает около 20 взаимодействующих компонентов: С1 (комплекс из трех белков), С2, СЗ, …, С9, фактор В, фактор D и ряд регуляторных белков. Все эти компоненты — растворимые белки с мол. массой от 24 000 до 400 000, циркулирующие в крови и тканевой жидкости. Большинство из них неактивны до тех пор, пока не будут приведены в действие или в результате ИО (с участием антител), или непосредственно внедрившимся микроорганизмом.

Система комплемента работает как  биохимический каскад реакций. Комплемент активируется двумя биохимическими путями: классическим и альтернативным путем. Эти пути активации производят разные варианты C3-конвертазы (белка, расщепляющего С3).

Классический путь

Классический путь запускается  активацией комплекса С1. Комплекс С1 связывается с помощью С1q с иммуноглобулинами классов М и G, связанными с антигенами. С1q связывается прямо с поверхностью патогена, это ведет к конформационным изменениям молекулы С1q, и вызывает активацию двух молекул сериновых протеаз С1r. Они расщепляют С1s. Потом комплекс С1 связывается с С4 и С2 и затем расщепляет их, образуя С2а и С4b. С4b и С2а связываются друг с другом на поверхности патогена, и образуют С3-конвертазу классического пути, С4b2а. Появление С3-конвертазы приводит к расщеплению С3 на С3а и С3b и образованию С5-конвертазы классического пути. С5 расщепляется на C5a и C5b.C5b остается на мембране и соединяется с комплексом C4b2a3b.Потом соединяются С6, С7, С8 и С9,которая полимеризуется и возникает трубочка внутри мембраны. Тем самым нарушается осмотический баланс и в результате тургора бактерия лопается. Классический путь действует более точно, поскольку так уничтожается любая чужеродная клетка (Рис. 1).

Альтернативный путь

Альтернативный путь запускается  гидролизом C3 прямо на поверхности  патогена. В альтернативном пути участвуют факторы В и D. С их помощью происходит образование фермента СЗbВb. Далее РС3bВb активирует С3, в результате образуется С5-конвертаза и запускается образование мембраноатакующего комплекса. Дальнейшая активация терминальных компонентов комплемента происходит так же, как и по классическому пути активации комплемента (Рис. 1).

Альтернативный путь отличается от классического следующим: при активации системы комплемента  не нужно образование иммунных комплексов, он происходит без участия первых компонентов комплемента — С1, С2, С4. Он также отличается тем, что срабатывает сразу же после появления антигенов — его активаторами могут быть бактериальные полисахариды и липополисахариды (являются митогенами), вирусные частицы, опухолевые клетки.

 

Рис. 1. Схема классического и альтернативного путей активации

 

Специфический ИО - более сложный процесс, направленный на распознавание и направленною нейтрализацию антигена. И специфический, и неспецифический ИО действуют согласованно - разрушенные неспецифическими иммунными реакциями антигены используются для распознания вредоносного агента специфическим иммунитетом. В структуре специфического иммунитета выделяют два звена: гуморальный и клеточный иммунный ответ.

Гуморальный ИО защищает преимущественно против внеклеточно паразитирующих микроорганизмов, которые доступны действию специфических антител [4]. Продуцентами антител (иммуноглобулинов) являются потомки активированных В-лимфоцитов — плазматические клетки.

В-лимфоцит получает сигнал активации при соединении его антиген-распознающего рецептора с антигеном. Для активной пролиферации и дифференцировки в плазматические клетки потомки В-лимфоцита получают дополнительные сигналы активации — продуцируемые Th2 цитокины: интерлейкины (ИЛ) -4, -5, -6, -10, -13. Те же цитокины усиливают продукцию и секрецию специфических для данного антигена антител зрелыми плазматическими клетками (Рис. 2).

Антитела к антигенам, синтезирующиеся плазматическими  клетками, представляют из себя молекулы иммуноглобулинов. В человеческом организме выявлено 5 классов иммуноглобулинов: A, M, G, D и Е.

Иммуноглобулин А (IgA) составляет около 15% общего количества иммуноглобулинов в сыворотке крови. Содержится в секретах, выделяемых в разные полости организма (слюне, секретах кишечника и мочеполовой системы и пр.) и обеспечивает первую линию защиты от вредоносных веществ и микроорганизмов.

Иммуноглобулин М (IgМ) содержится преимущественно в сыворотке  крови и составляют около 10% от общего количества сывороточных иммуноглобулинов. Имеют самый большой, по сравнению с другими иммуноглобулинами размер. Иммуноглобулины класса М первыми выделяются при инфицировании организма и, кроме прочего, являются антителами к иммуноглобулину G - ревматоидными факторами. Следует также отметить, что именно IgМ активизируют систему комплемента (СК).

Иммуноглобулин G (IgG) составляет около 75% сывороточных иммуноглобулинов. Иммуноглобулины G эффективно распознают чужеродные микроорганизмы, нейтрализуют токсины, образующиеся в результате деления бактерий. Могут находиться в межклеточной жидкости и, благодаря малым размерам, проникать через плаценту, обеспечивая иммунную защиту плода.

Иммуноглобулин D (IgD) малоизученный  вид иммуноглобулинов. Обнаруживается на мембранах В-лимфоцитов, а также, в виде следов, в сыворотке крови.

Иммуноглобулин Е (IgЕ) вырабатывается в подслизистом слое тканей, контактирующих с внешней  средой - в коже, аденоидах, дыхательных  путях и пр. Обнаруживаются в очень  низких концентрациях в сыворотке  крови. При соединении с антигенами, расположенные на мембранах тучных клеток IgЕ способствуют высвобождению гистамина и других веществ отвечающих за реакцию гиперчувствительности немедленного типа. Повышенный уровень IgЕ может свидетельствовать о наличии аллергических заболеваний и глистных инвазий.

Участие антител в ИО проявляется в трех формах: нейтрализации антигенов , опсонизации антигенов и активации системы

Термин клеточный иммунитет (иммунитет, опосредованный клетками) используют для описания такого противоинфекционного или противоопухолевогоИО, в котором антителам принадлежит не ведущая, а вспомогательная роль. Клеточный ИО направлен против внутриклеточно паразитирующих микроорганизмов (Рис. 3).

В отличие от В-системы  иммунитета , которая нейтрализует антиген с помощью антител, Т-система  иммунитета уничтожает антигены, представленные на клетках, через прямое взаимодействие субпопуляции T-клеток - специфических цитотоксических T-клеток (CD8+ T-клеток, T-киллеров) с измененными собственными или чужеродными клетками.

Вторая отличительная  черта Т-клеток связана с особенностями распознавания антигена: Т-клетки распознают не собственно антигенный пептид ( эпитоп ), а его комплекс с молекулами I или II классов МНС .

В тех случаях, когда  антигенный пептид образует комплекс, включающий молекулы MHC класса I, распознавание и уничтожение осуществляется, как только что упоминалось выше, цитотоксическими CD8+ T-клетками [5].

В тех же случаях, когда  антигенный пептид образует комплекс с молекулами MHC класса II ,в процесс  взаимодействия с таким комплексом вступают либо CD4+ Т-клетки воспаления (Тh1) , либо хелперные CD4+ Т-клетки (Тh2) .

Если наивные Т-клетки распознают комплекс на поверхности макрофагов, поглотивших патоген, то такие клетки дифференцируются в CD4+ Т-клетки воспаления (Тh1) , активируют эти макрофаги и тем самым способствуют внутриклеточному перевариванию (уничтожению) патогена.

Путь проникновения  антигена в клетку может осуществляться не только за счет неспецифической  адгезии патогена на поверхности  макрофагов, но и посредством специфического взаимодействия с предсуществующими антигенраспознающими рецепторами В-клеток (поверхностными иммуноглобулинами) . Экспрессия переработанного антигена в комплексе с молекулами II класса на поверхности В-клеток вызывает ответ наивных Т-клеток, дифференцирующихся в хелперные CD4+ Т-клетки (Тh2) . В этом случае хелперные Т-клетки оказывают помощь В-клеткам в продукции антител , т.е. в формировании гуморального иммунного ответа.

 

 

 

Рис.2. Схема гуморального иммунного ответа

 

 

Рис.3. Схема клеточного иммунного ответа

 

 

2. ИММУНОБИОЛОГИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА МИКРООРГАНИЗМОВ

 

К микроорганизмам относят:

1) бактерии;

2) вирусы;

3) грибы;

4) простейшие;

5) микроводоросли.

Вирусы— субклеточные инфекционные агенты, которые могут воспроизводиться только внутри живых клеток организма, т.е. вирусы являются внутриклеточными паразитами . Все вирусы существуют в двух формах. Внеклеточная форма – вирион – включает в себя капсид (белковую оболочку), нуклеиновую кислоту (ДНК или РНК), структурные белки, ферменты. Внутриклеточная форма – вирус – может быть представлена лишь одной молекулой нуклеиновой кислоты, так как, попадая в клетку, вирион распадается на составные элементы.

От живых организмов-внутриклеточных  паразитов отличаются полным отсутствием  основного и энергетического  обмена, и отсутствием сложнейшего элемента живых систем — аппарата трансляции .

Основными путями передачи вирусной инфекции являются:

1). Алиментарный путь, при котором вирус попадает в организм человека с загрязненными продуктами питания и водой (вирусный гепатит А, Е и др.);

2). Парентеральный (или через кровь), при котором вирус попадает непосредственно в кровь или внутреннюю среду человека. Главным образом это происходит при манипуляции зараженными хирургическими инструментами или шприцами, при незащищенном половом контакте, а также трансплацентарно от матери к ребенку. Таким путем передаются хрупкие вирусы, быстро разрушающиеся в окружающей среде (вирус гепатита В, ВИЧ, вирус бешенства и др.) [6].

3). Дыхательный путь, для которого свойственен воздушно-капельный механизм передачи, при котором вирус попадает в организм человека вместе с вдыхаемым воздухом, который содержит частицы мокроты и слизи выброшенных больным человеком или животным. Это наиболее опасный путь передачи, так как с воздухом вирус может переноситься на значительные расстояния и вызывать целые эпидемии. Так передаются вирусы гриппа, парагриппа, свинки, ветряной оспы и др.

Большинство вирусов обладают определенным сродством к тому или иному  органу. Например, вирусы гепатита размножаются преимущественно в клетках печени. По типу органов-мишеней которые поражаются в ходе той или иной болезни различаем следующие виды вирусных заболеваний: кишечные, респираторные (дыхательные), поражающие центральную и периферическую нервную систему, внутренние органы, кожу и слизистые оболочки, сосуды, ИС и пр.

По месту локализации вирусной инфекции различаем локальные и  генерализированные (общие) вирусные инфекции. При локальных вирусных инфекциях  вирус размножается в месте его  проникновения в организм (например слизистая оболочка дыхательных путей) и не проникает во внутреннюю среду организма. Такая форма заболевания характеризуется коротким инкубационным периодом (время с момента проникновения вируса в организм до появления симптомов болезни) и слабым постинфекционным иммунитетом.

При генерализированных вирусных инфекциях  первичное размножение вируса на месте его проникновения в  организм сменяется стадией проникновения  вируса в кровь (стадия вирусемии), с  током которой он разносится в  различные органы, где вызывает вторичные повреждения. Для таких инфекции свойственен длительный инкубационный период, а иммунитет остающийся после перенесенного заболевания, как правило, длительное время защищает организм от повторного заражения этим же вирусом.

Бактерии ‒ обширная группа одноклеточных микроорганизмов, характеризующихся отсутствием окруженного оболочкой клеточного ядра. Из обязательных клеточных структур выделяют три:

-нуклеоид

-рибосомы

-цитоплазматическая мембрана (ЦПМ)

Гены, необходимые для жизнедеятельности  и определяющие видовую специфичность, расположены у бактерий чаще всего в единственной ковалентно замкнутой молекуле ДНК. С внешней стороны от ЦПМ находятся несколько слоёв (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол), называемых клеточной оболочкой, а также поверхностные структуры (жгутики, ворсинки). ЦПМ и цитоплазму объединяют вместе в понятие протопласт.

У бактерий существует два основных типа строения клеточной стенки, свойственных грамположительным и грамотрицательным  видам.