 |
Факторы и механизмы неспецифической противоинфекционной
|
|
|
|
Защиты
А. Клеточные факторы и методы определения их активности.
Способность вступать во взаимодействие с микроорганизмом и реагировать на него как на фактор, нарушающий нормальные физиологические функции, характеризует общую физиологическую реактивность организма.
Восприимчивость макроорганизма зависит от места заражения (входные ворота), через которые проникают возбудители.
Попадание в макроорганизм микроорганизма-паразита включает сложную цепь защитно-приспособительных реакций, направленных в конечном итоге на устранение возбудителя и восстановление структуры органов и систем организма. Защитные реакции макроорганизма, мобилизируемые при развитии инфекционного процесса, обеспечивают химическое постоянство внутренней среды организма, его генетического и антигенного состава (гомеостаз) и являются частным вариантом адаптивной реакции организма на действие любого повреждающего фактора.
Сопротивляемость организма зависит от непроницаемости нормальных кожных и слизистых покровов для большинства микроорганизмов, наличия бактерицидных субстанций в кожных секретах, кислотности содержимого желудка, присутствия в крови и других жидкостях организма (слюна, слеза и др.) таких ферментных систем, как лизоцим, пропердин и др., от количества и активности фагоцитов крови и тканей.
Все эти факторы являются неспецифическими, формируются в пренатальном периоде онтогенеза, они генетически детерминированы. От момента рождения и до естественной смерти макроорганизма (постнатальный период онтогенеза) их функциональная активность постоянно меняется либо в силу возрастных особенностей, либо вследствие воздействия многообразных внешних факторов (физических, химических, биологических, психотропных и др.). В каждый конкретный момент жизни человека совокупность этих факторов определяет степень резистентности его организма. Их биологическая роль заключается в том, чтобы в ходе начавшегося инфекционного процесса воспрепятствовать развитию инфекционного заболевания.
|
|
|
Наиболее изученные неспецифические факторы защиты можно разделить на клеточные (кожа, слизистые, лимфатические узлы, воспаление, фагоцитоз) и гуморальные (b-лизины, лизоцим, комплемент, пропердин).
Кожа
Важным фактором неспецифической резистентности является функция кожи как механического барьера для внедрения паразита. Отторжение верхних слоев эпидермиса, секреты сальных и потовых желез способствуют их удалению с поверхности кожи. Существенную роль в элиминации микробов с поверхности кожи играют различные микробоцидные субстанции (молочная и жирные кислоты и др.), обеспечивающие се «самоочищение». Поэтому различные микроорганизмы, не являющиеся ее постоянными обитателями, не могут в течение продолжительного времени сохраняться на коже. Бактерицидность кожных секретов зависит от их кислотности.
Для определения бактерицидной активности кожи суточную бульонную культуру кишечной палочки (1:50000) наносят на внутреннюю поверхность предплечья и распределяют равномерно шпателем. Делают отпечаток на предметное стекло со средой Эндо с одного участка исследуемой кожи, а через 15 минут – со смежного. Инкубируют посевы 18—24 часа при 37°С и подсчитывают колонии на 3 см2 поверхности каждой пластины.
Индекс бактерицидности (ИБ) вычисляют по формуле:
 |
где K1 — количество колоний сразу после нанесения на кожу, К2 — количество колоний через 15 минут после контакта. У здоровых людей индекс бактерицидности равен 90—100 %.
Слизистые оболочки
|
|
|
Для большинства микроорганизмов слизистые оболочки разных органов являются барьером, препятствующим проникновению внутрь организма. Проницаемость слизистых оболочек для микробов зависит от физиологического состояния макроорганизма и биологической активности данного вида или штамма микробов.
На слизистой оболочке патогенные микроорганизмы не имеют оптимальных условий для размножения в связи с бактерицидным действием тканей и секретов, смыванием слюной и др., поэтому в естественных условиях размножение их замедляется.
Лимфатические узлы
Барьером для большинства микроорганизмов являются лимфатические узлы, а также скопления лимфоидных клеток в различных внутренних органах. В лимфоидной ткани, благодаря действию клеточных факторов (цитотоксический эффект, фагоцитоз и др.) происходит фиксация и гибель значительной части или всех возбудителей.
Наиболее богаты лимфатическими сосудами кожа и слизистые оболочки пищевого канала и дыхательного аппарата. При повреждении кожи и слизистых оболочек находящиеся на их поверхности микробы проникают в лимфатические сосуды и током лимфы доставляются в лимфатические узлы, которые являются своеобразным биологическим фильтром для возбудителей, переносимых с лимфой.
Воспаление. Фагоцитоз
При воздействии на организм многообразных повреждающих факторов физической, химической и биологической природы возникает сложная неспецифическая защитно-приспособительная реакция организма — воспаление. Воспаление — местная реакция кровеносных сосудов, соединительной ткани и нервной системы на повреждение. В процесс воспаления вовлекаются лимфатические структуры, сосудистая сеть и локально повреждаемые ткани. Сначала нарушается обмен жидкости, что ведет к нарушению циркуляции в капиллярах. Одно из серьезных изменений — повышение проницаемости капилляров.
Итогом воспалительной реакции является локализация микроорганизмов (или отграничение вызванного ими очага поражения) с последующей их элиминацией и частичным или полным восстановлением нарушенных структур.
Первым звеном воспалительной реакции являются сосудистые изменения, выражающиеся прежде всего в повышении проницаемости стенки сосудов, связанной, главным образом, с действием биологически активных веществ (гистамин, серотонин, кинины), выделяющихся при повреждении клеток, особенно тучных. Повышение сосудистой проницаемости ведет к периваскулярной экссудации плазмы («серозный отек») и обусловливает миграцию клеток-фагоцитов (нейтрофилы, макрофаги) в пораженные участки ткани.
|
|
|
Указывают на роль воспалительного отека (скопление экссудата в воспалительной ткани) как фактора, способного связывать, фиксировать бактериальные токсины в очаге воспаления и не допускать их всасывания и распространения в организме. Особенно большое защитное значение имеют фагоцитарная и пролиферативная функции клеток – гистиоцитов, макрофагов. Грануляционная ткань, которую они образуют, представляет мощный защитный барьер против инфекции.
Фагоциты могут быть причислены к главным факторам воспаления. Особую роль при этом играют тканевые макрофаги, обладающие способностью поглощать и переваривать различные чужеродные для организма агенты, включая микроорганизмы. Защитные свойства фагоцитов связаны с наличием в их цитоплазме большого числа лизосом - органелл, богатых различными гидролитическими ферментами, обеспечивающими расщепление значительного числа химических связей. Процесс фагоцитоза нередко сопровождается гибелью клетки-фагоцита, однако при этом происходит гибель большого числа микроорганизмов.
Фагоцитоз — общебиологическое неспецифическое явление, которое может быть отнесено филогенетически к высокому уровню распознаваемости чужеродности. Фагоцитирующие клетки мезенхимы приобрели в процессе эволюции определенную специализацию и стали поглощать широкий спектр посторонних частиц, таких, как микроорганизмы, макромолекулярные комплексы aнтиген-антитело, клетки и их органеллы, вирусы, коллоидальные растворы красок и др. Важнейшее свойство фагоцитов состоит в их способности распознавать «не свое», что ставит, эту реакцию на переходную ступень между неспецифической резистентностью н специфическим иммунитетом.
|
|
|
Клетки, обладающие способностью к фагоцитозу и пиноцитозу, подразделяют на две основные категории фагоцитов — мононуклеарные и полинуклеарные («макрофаги» и «микрофаги» по И. И. Мечникову).
Процесс фагоцитоза протекает в несколько ступеней. На первой стадии распознавания основную роль играет клеточная мембрана, которая благодаря своим рецепторам (Fc—рецепторы) обеспечивает контакт с объектом фагоцитоза. Погружение чужеродной частицы внутрь макрофага связано со сложными изменениями физико-химических свойств его цитоплазмы. Вначале актиноподобный белок макрофага полимеризуется, а затем полимеры сокращаются под действием миозина с кофактором. В итоге образуются псевдоподии, захватывающие фагоцитируемую частицу. Фагоцитирующая вакуоль (фагоцитируемый агент, окруженный плазматической мембраной фагоцита и погруженный внутрь цитоплазмы) соприкасается с лизосомальными гранулами фагоцита. При слиянии вакуоли с лизосомами образуется фаголизосомальная (пищеварительная) вакуоль. Через непродолжительное время в вакуоли может наступить гибель захваченной частицы (например, бактерии). Этому способствуют метаболиты фагоцита и лизосомальные ферменты (завершенный фагоцитоз).
Микробоцидную деятельность осуществляет молочная кислота, образующаяся в результате гликолиза и понижающая внутривакуольный рН до 4,0, затем перекись водорода, являющаяся результатом окисления никотиндиамид-адениннуклеотида в редуцированном фосфорилированном состоянии. Лизосомы содержат в себе более тридцати различных ферментов, способных гидролизировать большую часть захваченных объектов. В гранулах лейкоцитов найдены и другие микробоцидные вещества, например, катионные белки, лактоферрин, различные пероксидазы, активные также в отношении и вирусов.
Однако, не во всех случаях происходит гибель, а ряд возбудителей могут даже размножаться в фагоците и погубить его (незавершенный фагоцитоз).
Доступность клеток для определения фагоцитарной активности микрофагального (нейтрофилы) или макрофагального (моноциты) фагоцитоза представлена на схеме 1.
Схема 1. Локализация фагоцитирующих клеток и их доступность для исследования.
| Костный мозг | Кровь | Ткань |
| Палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилы Моноцит | Нейтрофилы воспалительного очага Тканевой макрофаг |
Для оценки фагоцитарной активности лейкоцитов периферической крови к цитратной крови, взятой из пальца, в объеме 0,2 мл, добавляют 0,25 мл взвеси микробной культуры с концентрацией 2 млрд. микробов в 1 мл. Смесь инкубируют 30 мин при 37°С, центрифугируют при 1500 об/мин в течение 5-6 мин, удаляют надосадочную жидкость. Осторожно отсасывают тонкий серебристый слой лейкоцитов, готовят мазки, сушат, фиксируют, красят краской Романовского-Гимза. Препараты сушат и микроскопируют.
|
|
|
Подсчет поглощенных микробов ведут в 200 нейтрофилах (50 моноцитов). Интенсивность реакции оценивают по следующим показателям:
1. Фагоцитарный показатель (фагоцитарная активность) — процент фагоцитов из числа сосчитанных клеток.
2. Фагоцитарное число (фагоцитарный индекс) — среднее число микробов, поглощенное одним активным фагоцитом.
Для определения переваривающей способности лейкоцитов периферической крови готовят смесь взятой крови и суспензии микроорганизма и выдерживают в термостате при 37°С 2 часа. Приготовление мазков аналогично. При микроскопии препарата жизнеспособные микробные клетки увеличены в размерах, переваренные же менее интенсивно окрашены, меньших размеров. Для оценки переваривающей функции используют показатель завершенности фагоцитоза – отношение количества переваренных микробов к общему числу поглощенных микробов, выраженное в процентах.
Для оценки активности фагоцитоза используют также тест восстановления нитросинего тетразолия (НСТ-тест).
Принцип метода основан на восстановлении поглощенного фагоцитом растворимого красителя (нитросинего тетразолия) в нерастворимый диформазан. НСТ-тест интегрально характеризует кислородзависимые антиинфекционные системы фагоцита.
В две пробирки, содержащие по 0,05 мл раствора гепарина, вносят по 0,1 мл крови и после перемешивания в одну из них добавляют 0,05 мл суспензии зимозана, а в другую — 0,05 мл раствора Рингера, затем в обе пробирки вносят по 0,05 мл раствора нитросинего тетразолия и инкубируют в водяной бане при 37°С 30 мин, встряхивая каждые 10 мин. После инкубации содержимое перемешивают, делают мазки, фиксируют, окрашивают красителем для НСТ-теста, нанося на стекла 5-7 капель красителя на 1,5 мин, добавляют такое же количество дистиллированной воды. Выдерживают в течение 30 мин, промывают.
При микроскопии препаратов в каждом случае подсчитывают 100 нейтрофилов (25 моноцитов), среди которых выделяют процент клеток, содержащих отложения диформазана (НСТ-позитивные), далее подсчитывают индекс активизации нейтрофилов (моноцитов) по формуле:
 |
где А - количество клеток, не содержащих диформазановых отложений или содержащих их в виде пылевидных немногочисленных включений;
В - количество клеток, в которых площадь отложения диформазана, не превышает 1/3 площади ядра; С -количество клеток, в которых названные отложения занимают oт 1/3 до всей величины площади ядра; Д — количество клеток с диформазановыми включениями по площади превосходящими площадь ядра.
Активность фагоцитоза обусловлена не только набором его лизосомальных ферментов и синтезируемых ими веществ, но и состоянием проницаемости лизосомной мембраны. Устойчивость к фагоцитозу определяется поверхностными свойствами микробной клетка, наличием факторов типа лейкотоксинов и антифагинов, инактивацией биоксидантов и пр.(Табл. 9)
Таблица 9.
Интенсивность реакции фагоцитоза для человека (норма, нейтрофилы)
| Показатели | Дети | Взрослые |
| Фагоцитарный показатель в % Фагоцитарное число Показатель завершенности фагоцитоза в % НСТ-тест (индекс активности нейтрофилов) | 0,1 – 0,15 | 75-80 14-15 55-60 0,1 – 0,15 |
|
|
|
