Противоинфекционная защита организма

Наш организм является сложнейшей самоуправляемой системой, состоящей из множества клеток, имеющих строго определенные функции, работающих по строго определенным программам. Все свойства организма определяются генотипом, т.е. набором генов, содержащихся в хромосомах ядер клеток, каждый из которых определяет точное образование молекулы определенного белка. По современным оценкам у человека имеется около 30000 генов, которые определяют синтез приблизительно 100000 молекул белка. Каждый из генов функционирует в каждой из клеток в определенный период жизни организма и определяет образование необходимых в этот период времени необходимых белков. Основу гена составляет молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), на которой образуется молекула рибонуклеиновой кислоты (РНК), определяющая построение молекулы определенного белка.
Для организма недопустимо появление в клетках и межклеточных пространствах посторонних белков, поскольку это означало бы вмешательство в работу систем организма. Тем более нежелательно было бы появление внутри клеток посторонних ДНК и РНК, поскольку это означало бы возможность образования в клетках чужеродных белков. Источником посторонних белков и нуклеиновых кислот являются микроорганизмы, которые вследствие их малого размера могут проникать внутрь тела и даже клеток. Для защиты от такого проникновения существуют сложные и эффективные механизмы.
Кожа и слизистые. Первой линией обороны являются наружные покровы организма - кожа и слизистые оболочки. Более мощную защиту представляет кожа, верхние слои которой составлены из пластов отмирающих клеток, которые постепенно слущиваются вместе с осевшими на их поверхности грязью и микроорганизмами. В течение суток с человека слущивается около одного грамма таких клеток. Они составляют существенную часть пыли, образующейся в помещении, которая должна удаляться их него посредством влажной уборки. Неубранное помещение является дополнительным источником микроорганизмов. Повреждение кожи, допускающее проникновение микроорганизмов, может быть следствием механических ранений или изъязвлений. Поэтому при повреждении кожи необходимо закрытие поврежденной поверхности бинтами или коллоидными пленками. Особенно ощутимые повреждения возникают при ожогах, которые могут составлять до 80-90% кожи.
Слизистые оболочки, покрывающие полости рта, носа, мочевыводящих путей и внутренних органов, более уязвимы по отношению к механическим воздействиям и могут повреждаться при незначительном трении (например при половом акте). Их защита обеспечивается жидкими секретами, выделяющимися из клеток на поверхность и содержащими убивающие микроорганизмы вещества, например лизоцимы, растворяющие их.

Фагоцитоз. Проникшие внутрь кожи или слизистых микроорганизмы встречают на своем пути находящиеся в тканевых жидкостях защищающие вещества, такие, как лизоцим, растворяющий микроорганизмы, или интерферон, защищающий клетки от вирусной инфекции.
Но основной защитой от посторонних организмов и иных микроскопических объектов (пыль) являются фагоцитирующие клетки организма, т.е. клетки, способные заглатывать в себя посторонние объекты и переваривать их, иногда до полного уничтожения. Но иногда переваривание не осуществляется, а поглощенный внутрь клетки объект остается изолированным в ней. Так, непереваренными остаются угольная или кремниевая пыль и сажа табачного дыма, поглощенные фагоцитами в легких, а также некоторые бактерии, такие, как палочки туберкулеза или проказы.
Фагоцитоз осуществляют клетки крови и тканевых жидкостей- микрофаги (лейкоциты крови: нейтрофилы, эозинофилы и базофилы) и макрофаги (моноциты крови и тканевых жидкостей).
Защитная иммунная система. Фагоцитоз сопровождается защитной деятельностью иммунной системы, обеспечивающей избирательную защиту организму от чужеродных микроорганизмов. Иммунная защита состоит в выработке белковых молекул антител - иммуноглобулинов, обладающих высокой готовностью связываться с молекулами чужеродных организмов, что содействует уничтожению их фагоцитами. Молекулы, с которыми связываются антитела проникших в организм микроорганизмов, называются антигенами, и к их числу относятся белковые молекулы и соединения белков с углеводами (гликопротеиды), с липидами (липопротеиды) и нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды).
Источником антител служат клетки лимфоциты, которые образуются в костном мозге и делятся на два типа: В- лимфоциты и Т- лимфоциты.
Функцией В-лимфоцитов является выработка антител под влиянием антигенов, проникающих в организм. При этом размножение вырабатывающих определенные антитела клеток происходит в селезенке, лимфатических узлах (паховых, подмышечных, подчелюстных и иных) и скоплениях лимфоидной ткани, располагающейся под слизистыми желудочно-кишечного, мочеполового и дыхательного путей (в том числе в миндалинах). Клетки, вырабатывающие антитела, получив сигнал о наличии соответствующего антигена, сначала интенсивно размножаются, затем увеличиваются в размерах и начинают продуцировать миллионы молекул антител, которые поступают в кровь. Было установлено, что на ранних стадиях развития организма у каждого человека случайным образом образуется до одного миллиарда вариантов клеток с различными иммуноглобулинами, каждый из которых обладает способностью связываться с одним определенным антигеном.

Если в организм попадает микроорганизм, несущий на своей поверхности чужеродный антиген, он поглощается макрофагом, на поверхности которого фиксируются антигены этого микроба. Рано или поздно этот макрофаг сталкивается с В-лимфоцитом, несущим в себе соответствующее антитело, и связывается с ним. После этого В-лимфоцит начинает интенсивно размножаться, и через 1-2 месяца в организме образуются миллионы клеток, каждая из которых продуцирует миллионы молекул именно этого антитела, которые эффективно связываются с данным микроорганизмом и ведут к его гибели. Такая иммунизация происходит или при случайном заражении, или при прививке, в ходе которой специально вводится антиген той инфекции, к которой нужно выработать иммунитет. Однако защищен организм после прививки будет только через 1-2 месяца, когда выработается достаточное количество плазматических клеток. Прививка может оказаться неэффективной, если у данного человека не окажется клетки В-лимфоцита с соответствующим антителом.
Функции Т- лимфоцитов, составляющих 75% всех лимфоцитов, многообразнее, поскольку они включают в себя несколько типов клеток. В их число входят Т-киллеры, которые уничтожают клетки, несущие чужеродный антиген (опухолевые или содержащие в себе не уничтоженные микроорганизмы), и Т-хелперы, которые вырабатывают кинины, значительно усиливающие активность В-лимфоцитов и Т-киллеров. Причиной иммунодефицита при СПИДе является недостаточность именно клеток Т-хелперов.

Рис. 1.1. Основные клетки иммунной системы
М – макрофаг, фагоцитирующий инородные тела, микроорганизмы и иные антигены; 1,2,3- антигены на разных стадиях фагоцитоза;
4 – фрагменты антигена, фиксированные на поверхности макрофага, с которыми связываются лимфоциты;
ТХ – Т-хелперы, вырабатывающие
кинины, которые усиливают функцию других лимфоцитов;
ТК – Т-киллеры, уничтожающие клетки опухолей и зараженные клетки;
В1 – В-лимфоциты, несущие антитело к данному антигену; под влиянием антигена-4 и ТХ превращаются в В2;
В2 – лимфоциты, продуцирующие миллионы молекул антител (А), которые связываются с антигенами и микроорганизмами, облегчая их фагоцитоз макрофагами и уничтожение клетками-киллерами (ТК).

Т- лимфоциты вырабатываются также в костном мозге. Затем они созревают в вилочковой железе (тимусе), расположенной позади грудины, а оттуда поступают в кровь. Тимус достигает максимального развития в 18 лет, после чего постепенно уменьшается, почти исчезая в старости, что определяет значительное снижение иммунитета, особенно противоопухолевого, который обеспечивается преимущественно Т-киллерами. Т-киллеры - клетки убийцы – уничтожают опухолевые клетки, а также клетки содержащие внутри себя вирусы. Уничтожение осуществляется впрыскиванием в клетку гранул с ферментами, делающими клеточную оболочку проницаемой (перфорины, грензимы), что ведет к распаду клетки, а также путем воздействия на клетку молекул фактора некроза опухолей (ФНО), которые включают в геноме клетки механизм ее гибели (апоптоз), вызывая «самоубийство» клетки.
При повторном поступлении микроорганизма в организм, у которого выработан иммунитет к данной инфекции, в крови и тканевых жидкостях к антигенам оболочки микробной клетки прикрепляются антитела, которые одновременно или обеспечивают слипание групп микробных клеток, или способствуют их прикреплению к оболочке макрофага. Макрофаги фагоцитируют слипшиеся и прикрепленные к оболочке микробы.