Врожденный иммунитет - микробиология с техникой микробиологических исследований
Организм обладает рядом защитных механизмов, препятствующих проникновению микробов и возникновению инфекционного заболевания. К ним относятся кожные и слизистые барьеры, барьерные функции лимфатических узлов и другие механизмы.
Если же патогенные микробы проникают в организм, то они встречают факторы, способствующие их гибели. Такое воздействие на микроорганизмы оказывают гуморальные и клеточные защитные приспособления организма.
Кожные и слизистые барьеры. Известно, что неповрежденная кожа непроницаема для большинства бактерий. Факторы, способствующие проницаемости кожи, понижают ее устойчивость к инфекции. Постоянное слущивание поверхностных слоев эпидермиса способствует механическому удалению бактерий с поверхности кожи. Однако кожа не является только механическим барьером для микроорганизмов. Она обладает и бактерицидными свойствами, и бактерии, попавшие на кожу, быстро погибают.
Слизистые оболочки конъюнктивы глаза, носоглотки, дыхательных, пищеварительных и мочеполовых путей, покрытые эпителием, выполняют барьерную функцию, благодаря которой предотвращается проникновение болезнетворных агентов в организм. Это выражается, с одной стороны, в непроницаемости слизистого покрова для ряда патогенных микробов и их токсинов, с другой — в его способности механически удалять инородные вещества благодаря движению ресничек дыхательного эпителия. Большое значение имеют такие двигательные рефлексы защитного характера, как чиханье, кашель, способствующие выбрасыванию инородных частиц со слизью и мокротой. Наконец, отделяемое слизистых оболочек обладает бактерицидными свойствами. В этом отношении большое значение имеет особое вещество — лизоцим, который растворяет ряд микробов (это вещество обнаруживается в слезах, мокроте и слюне). Желудочный сок обладает бактерицидными свойствами благодаря содержанию в нем соляной кислоты. В кишечнике бактерии находят благоприятные условия для размножения, но непроницаемость кишечного эпителия, бактерицидные свойства секрета эпителия тонкого кишечника в известной мере предохраняют организм от инфекции со стороны кишечной флоры. Сюда же следует отнести и желчь, отсутствие которой приводит к расстройству пищеварения и вследствие этого способствует развитию инфекционных процессов в кишечном тракте.
Определенную защитную роль играют и явления антагонизма микробов, имеющие место в кишечнике. Высоковыраженными антагонистическими свойствами обладает постоянный обитатель кишечника — Е. coli.
Защитные свойства лимфатического аппарата. Большинство микроорганизмов, попавших в организм при нарушении целостности кожи и слизистых оболочек, благодаря воспалительной реакции, фагоцитозу и гуморальным факторам, задерживаются на месте их внедрения, не проникая в глубь организма.
Наблюдения над распространением введенных под кожу бактерий с очевидностью показывают, что лимфатические узлы являются барьером, препятствующим проникновению микробов в глубь организма. Мощной преградой против распространения в организме чужеродных веществ является печень и селезенка.
Барьерную и выделительную функцию выполняют почки. В некоторых случаях бактерии и токсины выводятся из крови почками с мочой (например, бактериурия при брюшном тифе).
При беременности плацента выполняет некоторые барьерные функции, препятствуя проникновению ряда микробов в организм плода.
Гуморальные факторы иммунитета. Барьерная функция организма связана также с наличием в его жидкостях (кровь, экссудат и пр.) бактерицидных веществ, которые убивают и растворяют микробов. Нагревание крови до 55° значительно снижает бактерицидный эффект. Бактерицидное действие сыворотки обусловливается наличием особого вещества, названного алексином (от греческого слова alexo — защищаю). Бактерицидное действие связано с наличием и других субстанций, как нормально присутствующих в организме, так и возникающих при иммунизации- они получили название антител.
Исследования последних лет показали, что бактерицидный эффект может быть обусловлен еще и другими агентами — пропердином, лейкинами, бета-лизинами и т. д.
Огромную роль в иммунитете играют также клеточные защитные приспособления организма, в первую очередь фагоцитоз.
Фагоцитоз. Фагоцитозом называют поглощение всевозможных посторонних тел, в том числе и микробов, клетками организма. Клетки, обладающие способностью фагоцитировать, называются фагоцитами.
Основателем учения о фагоцитозе является великий русский ученый И. И. Мечников.
Современники И. И. Мечникова Эрлих, Кох, Леффлер считали, что единственным защитным механизмом макроорганизма против инфекционного начала являются специфические антитела. И. И. Мечников как выдающийся биолог-дарвинист подошел к изучению иммунитета с позиций сравнительной физиологии и патологии. Им были изучены на различных ступенях зоологической лестницы процессы внутриклеточного пищеварения и воспаления как защитной реакции организма против различных вредных агентов.
Наблюдая за пищеварением иглокожих, он обнаружил, что их атрофирующиеся части подвергаются поглощению и внутриклеточному перевариванию клетками мезодермы.
Дальнейшие наблюдения И. И. Мечникова показали, что введение в тело животного посторонних нерастворимых веществ (зерен кармина, заноз) также приводит к скоплению вокруг них подвижных мезодермальных клеток. Это обстоятельство навело великого ученого на мысль о том, что «подобные клетки должны служить в организме для противодействия вредным деятелям».
Для того чтобы доказать правильность этого положения, И. И. Мечников поставил свой классический опыт на дафниях — прозрачных рачках. В тело дафнии он вносил споры паразитического гриба Monospora bicuspidata. Если спор было немного, то все они захватывались подвижными клетками, переваривались, и дафния оставалась живой. Если же спор было много, то часть из них не фагоцитировалась- споры прорастали, размножались и дафния погибала.
Блестящие опыты И. И. Мечникова по сибирской язве, показавшие, что у животных, восприимчивых к этой болезни, фагоцитарная реакция отсутствует, в то время как у животных, невосприимчивых к ней, реакция резко выражена, дали основание ученому создать свою фагоцитарную теорию иммунитета.
И. И. Мечников доказал, что воспаление, наблюдаемое при различных инфекционных заболеваниях, сопровождается фагоцитозом, следовательно, воспаление является для организма не вредным, а полезным процессом, защитной реакцией.
Фагоцитоз, по учению И. И. Мечникова, даже у высокоорганизованных существ отображает функцию пищеварения. В процессе эволюции это внутриклеточное пищеварение превратилось в специфический защитный механизм.
Фагоцитарная функция присуща главным образом клеткам мезодермы. Сюда относятся подвижные клеточные элементы крови и лимфы, а также клетки ретикуло-эндотелиальной системы. И. И. Мечников делит клетки, способные к фагоцитозу, на две группы — микрофаги и макрофаги. К первым относятся полинуклеары, ко вторым — большие моноциты крови и клетки ретикуло- эндотелиальной системы (эндотелиальные клетки капилляров, купферовские клетки и фиксированные на местах клетки соединительной ткани). Как показывают наблюдения, микрофаги участвуют преимущественно в борьбе с острыми бактерийными инфекциями, макрофаги — в борьбе с хроническими инфекциями. Самый процесс фагоцитоза, по И. И. Мечникову, происходит следующим образом. Как только бактерии преодолевают защитные барьеры и проникают в организм, они встречаются с фагоцитами. Последние притекают к месту внедрения микробов, захватывают их своими псевдоподиями и, втянув в цитоплазму, переваривают. У микрофагов переваривание осуществляется главным образом протеолитическими, а у макрофагов липолитическими ферментами. Фагоцитарная реакция складывается из трех этапов: 1) движения лейкоцитов к фокусу инфекции и эмиграции их из капилляров, 2) захватывания микробов (рис. 52) и 3) внутриклеточного переваривания фагоцитированного микроба.
Видео: Иммунолог Кирилличева Г. Б. о прививках
Рис. 52. Фагоцитоз стафилококков.
Наблюдая за явлением фагоцитоза, И. И. Мечников горячо защищал положение, согласно которому фагоцитарная реакция клеточных элементов является причиной благоприятного течения инфекции. В дальнейшем это положение было доказано не только И. И. Мечниковым, но и блестящей плеядой его учеников (Савченко, Высокович, Тарасевич и др.).
Тот факт, что ряд инфекций сопровождается увеличением в крови числа лейкоцитов (лейкоцитоз), является также одним из доказательств их значения в естественном иммунитете.
В своих работах И. И. Мечников показал, что физиологическое значение фагоцитоза также чрезвычайно велико и неодинаково у животных, стоящих на различных ступенях зоологической лестницы. Таким образом, фагоцитоз, обусловливающий защиту организма, является чисто физиологическим механизмом, координируемым центральной нервной системой.
