Вчення про інфекцію. Вчення про імунітет. Фактори неспецифічної резистентності організму. Структура імунної системи. Антигени і антитіла. Механізм гуморальної й клітинної відповіді. Імунодефіцитні стани

За визначенням І.І. Мечнікова, “інфекція – це боротьба між двома організмами”.

Видатний вірусолог В.Д. Солов’єв охарактеризував інфекційний процес як “певного роду екологічний вибух з різким підсиленням міжвидової боротьби між організмом-господарем та патогенними бактеріями, що проникли в цей організм”.

А.Ф. Білібін та Г.П. Руднєв (1962) вважали, що “інфекційний процес” є: “складним комплексом фізіологічних, захисних і патологічних реакцій, які виникають за певних умов оточуючого середовища у відповідь на дію патогенних мікробів”.

Узагальнене визначення інфекційного процесу:

“інфекція” або “інфекційний процес” – це сукупність патологічних, адаптаційно-пристосувальних і репараційних реакцій, що виникають та розвиваються в макроорганізмі внаслідок конкурентної взаємодії з патогенними або за певних умов умовно-патогенними вірусами, бактеріями та грибами, що призводить до порушення внутрішнього середовища і фізіологічних функцій організму.

Мікроорганізми порушують нормальні функції макроорганізму:

1. механічно;

2. за рахунок хімічних продуктів метаболізму;

3. як біологічні агенти, що порушують гомеостаз.

Процеси взаємодії між патогенними мікробами та продуктами їх життєдіяльності, зокрема, токсинами чи ферментами з одного боку та клітинами, тканинами і органами організму господаря – з іншого боку за своїми проявами дуже різноманітні. Вони зумовлені:

по-перше, властивостями збудника;

по-друге, станом макроорганізму;

по-третє, умовами оточуючого середовища.

Для розвитку інфекційного процесу обов'язковими є три компоненти:

1. мікроорганізм-збудник,

2. організм господаря (людина чи тварини)

3. певні, у тому числі й соціальні, умови навколишнього середовища.

Спектр зазначених реакцій може коливатися у дуже широких межах: від власне інфекційного захворювання до безсимптомної циркуляції збудника.

Суттєве значення для виникнення інфекційного процесу має:

По-перше, власне патогенний мікроорганізм, який безпосередньо викликає інфекційний процес, визначає його специфічність, впливає на перебіг захворювання.

Основними специфічними властивостями збудника є патогенність, вірулентність, токсигенність, адгезивність та інвазивність.

Ймовірність розвитку інфекційної хвороби визначають не лише видові характеристики збудника, а також його кількість, місце та шляхи проникнення в організм, швидкість розмноження.

Патогенний мікроорганізм може викликати захворювання лише за умови проникнення в макроорганізм критичної – інфікуючої дози збудника – тобто тієї мінімальної кількості мікробних клітин, що здатна викликати інфекційний процес.

Для розвитку захворювання необхідно, щоб патоген характеризувався достатньою вірулентністю, а його інфікуюча доза перевищувала певний поріг, що у кожному конкретному випадку визначається ступенем вірулентності збудника та станом резистентності організму.

Отже, у контексті патогенних властивостей збудника інфікуючу дозу слід розглядати як певну кількість мікроорганізмів, яка забезпечує можливість адгезії, колонізації та інвазії в тканини.

По-друге, не менш важливе значення для розвитку інфекції має місце проникнення патогенного збудника в організм людини, яке називають вхідними ворітьми інфекції.

Залежно від властивостей мікроорганізму та шляхів його передачі вхідними ворітьми можуть бути:

шкірні покриви,

слизові оболонки дихальних шляхів, травного тракту і статевих органів.

Низка збудників характеризується тим, що вони здатні проникати в організм господаря кількома шляхами. Наприклад, Mycobacterium tuberculosis чи Yersinia pestis здатні викликати захворювання незалежно від шляхів проникнення в організм, що призводить до виникнення поліморфних уражень, які варіюють відповідно від місця проникнення. Для таких патогенів характерний пантропізм.

Механізм передачі інфекції є другою складовою, що необхідна для виникнення та підтримки безперервності епідемічного процесу.

Механізми передачі визначають способи, за допомогою яких інфекційний агент переходить із інфікованого до сприйнятливого організму, а також забезпечують збуднику зміну біологічних господарів.

Чинники та шляхи передачі збудника

Чинники передачі – це елементи довкілля, що забезпечують передачу збудників інфекційних хвороб від одного організму до іншого.

Шляхи передачі визначають конкретні чинники передачі або їх сукупність, що забезпечують перенос інфекційного агента від хворої людини або від носія до здорової особи.

Механізми передачі інфекційного агента мають кілька шляхів:

фекально-оральний механізм включає аліментарний, водний або контактно-побутовий шляхи передачі;

кров’яний (трансмісивний) механізм включає передачу збудників через укуси переносників, парентеральний і статевий шляхи передачі;

аерогенний (респіраторний) механізм включає повітряно-крапельний і повітряно-пилевий шляхи передачі;

контактний механізм включає раневий і контактно-побутовий шляхи передачі.

Вертикальна передача збудників

Вертикальна передача – це передача збудника від матері до плоду у пренатальний період, тобто у період з моменту зачаття до народження.

Із врахуванням періодів внутрішньоутробного розвитку (бластомного, ембріонального і фетального) і механізмів інфікування виділяють 5 варіантів вертикальної передачі збудників хвороб людини:

– гермінативний (від 0 до 14 днів);

– ембріонально-гематогенно-трансплацентарний (від початку кровообігу і до кінця 4-го місяця);

– фетально-гематогенно-трансплацентарний (починаючи з 5-го місяця);

– висхідний через піхву і матку (під час фетального періоду починаючи з 5-го місяця);

– інтранатальний (під час пологів).

Загальні риси інфекційних захворювань

1. Наявність патогенного мікроорганізму як безпосереднього чинника

захворювання;

2. Контагіозність (власне заразність);

3. Схильність до широкого епідемічного поширення;

4. Циклічність протікання (послідовна зміна періодів);

5. Ймовірність розвитку затяжних та хронічних форм;

6. Формування імунітету;

7. Ймовірність розвитку мікробного носійства.

Динаміка інфекційного процесу

Розвиток інфекційного процесу поділяють на кілька стадій:

1. проникнення інфекційного агента: на цій стадії відбувається його адаптація до умов внутрішнього середовища організму і колонізація тканин, до яких виявляє тропізм даний мікроорганізм;

2. утворення продуктів життєдіяльності (токсини, ферменти), що виявляють ушкоджуючу дію і призводять до порушення гомеостазу організму;

3. поширення інфекційного агента з вогнища проникнення: дуже часто мікроорганізми можуть дисемінувати по лімфо- чи кровотоку.

Для характеристики явищ, пов’язаних з місцезнаходженням мікроорганізмів або їх токсинів у крові чи лімфі, використовують наступні терміни:

бактеріємія (наявність бактерій у крові);

фунгемія (наявність у крові грибів);

вірусемія (наявність у крові вірусів);

паразитемія (наявність у крові найпростіших).

Циклічність перебігу

Циклічність протікання виражається у послідовній зміні певних періодів хвороби, а саме:

інкубаційного;

продромального;

наростання симптомів;

розпалу захворювання;

згасання симптомів;

реконвалесценції.

екзогенні інфекції - виникають і розвиваються внаслідок проникнення в організм людини патогенних мікроорганізмів з довкілля разом з їжею, водою, а також з повітря,грунту, виділень хворих людей, рековалесцентів та мікробоносіїв;

ендогенні інфекції – виникають внаслідок активації або проникнення умовно-патогенних мікроорганізмів нормальної мікрофлори з нестерильних порожнин людського тіла у внутрішнє середовище організму. Особливістю ендогенних інфекцій є відсутність інкубаційного періоду;

аутоінфекції – різновид ендогенних інфекцій, що виникають внаслідок самозараження шляхом перенесення збудника (як правило, руками самого хворого) з одного біотопу до іншого.

Форми інфекції

Регіональні (місцеві, осередкові або вогнищеві) інфекції – це такі інфекції, під час яких інфекційний процес протікає у обмеженому, місцевому вогнищі (осередку) і мікроорганізми,локалізовані у даному вогнищі, не поширюються в організмі.

Генералізовані (загальні) інфекції - за умови порушення рівноваги між макро- і мікроорганізмами місцеві інфекції можуть переростати у загальні.

Генералізовані інфекційні захворювання розвиваються внаслідок дисемінування збудника в організмі лімфогенним або гематогенним шляхом.

Залежно від того чи виступає кров лише механічним переносником збудника чи збудник розмножується в крові у межах генералізованої інфекції відповідно розрізняють дві форми:

бактеріємія (чи вірусемія)

сепсис.

За умови масового проникнення у кров бактерій та їхніх токсинів розвивається бактеріальний або токсико-септичний шок.

Бактеріємія

Бактеріємія – це така фаза патогенезу інфекційних захворювань, під час якої збудник потрапляє у кров і переноситься нею в інші місця локалізації (біотопи).

Під час бактеріємії на відміну від сепсису та септикопіємії бактерії лише циркулюють у крові, проте не розмножуються там.

Фаза бактеріємії є обов’язковою та основною при захворюваннях, збудники яких передаються кровосисними комахами, оскільки вона забезпечує передачу паразита іншому господарю.

Бактеріємія – може зустрічатися і при загальних інфекційних захворюваннях з іншим механізмом передачі. У таких випадках вона спрямована на розширення ареалу збудника в ураженому організмі та більш тривалу персистенцію, а також на створення додаткових способів виділення з організму.

Сепсис – найважча форма генералізованої інфекції

Сепсис – самостійне важке генералізоване гостре або хронічне інфекційне захворювання крові людини, збудник якого розмножується у лімфатичній і кровоносній системах.

Сепсису притаманні:

постійна і у значній кількості наявність збудника у крові;

втрата кров’ю бактерицидних властивостей;

температурна реакція;

виражена інтоксикація;

схильність до утворення вторинних вогнищ інфекції;

падіння артеріального тиску;

тахікардія;

схуднення;

виникнення тромбозів, набряків, пролежнів;

відсутність позитивної динаміки у первинному вогнищі.

Виділяють дві форми сепсису

Септицемія (або первинний сепсис) – за даної форми сепсису збудник одразу з вхідних воріт інфекції потрапляє у кров і розмножується там. При цьому первинний локальний осередок запалення відсутній за умови розвитку вторинних метастатичних осередків.

Септикопіємія (або вторинний метастатичний сепсис) – ця форма розвивається внаслідок генералізації локального інфекційного процесу. Залежно від первинного локального осередка розрізняють пологовий, раньовий, пуповинний, урогенітальний, стоматогенний сепсис, а також опіковий, легеневий та ін.

Сепсис є поліетіологічним захворюванням.

У етіології переважної більшості форм сепсису провідне місце належить:

Staphylococcus aureus i Staphylococcus epidermidis.

Якщо розташувати мікроорганізми залежно від їх ролі у розвитку сепсису у міру зменшення, то наступне місце займають:

Escherichia coli,

представники роду Proteus, Klebsiella pneumoniae та інші умовно-патогенні види ентеробактерій.

Сепсис також можуть викликати:

Streptococcus faecalis; Neisseria meningitidis; Serratia marcescens; Candida albicans; Cryptococcus neoformans, а також представники родів Fusiformis, Pseudomonas aeruginosa; Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae, Bacteroides, Aspergillus та багато ін.

Моноінфекції – захворювання, викликані одним видом мікроорганізмів;

Змішані (мікст-) інфекції розвиваються внаслідок інфікування кількома видами мікроорганізмів;

Змішані інфекції характеризуються якісно іншим протіканням, як правило, більш важким, порівняно з моноінфекцією, причому патогенний ефект не носить простого сумарного характеру.

Взаємовідносини мікроорганізмів за змішаних інфекцій досить варіабельні:

у тому випадку, коли мікроорганізми активізують або ускладнюють протікання хвороби, їх позначають як активатори чи синергісти. Наприклад, інфекції, викликані вірусом грипу і стрептококами групи В;

у випадку, коли мікроорганізми взаємно пригнічують патогенну дію один одного, їх позначають як антагоністи. Наприклад, кишкова паличка пригнічує активність патогенних сальмонел, шигел, стрептококів і стафілококів.

Індиферентні мікроорганізми не впливають на активність інших збудників.

Від змішаних необхідно відрізняти вторинну інфекцію.

Вторинна інфекція – це інфекція, викликана іншим видом мікроорганізмів і розвинулась на фоні первинного, основного захворювання.

Вторинну форму інфекції, у свою чергу, необхідно відрізняти від реінфекції, рецидиву і суперінфекції.

Реінфекція – повторне зараження організму вже після перенесеного захворювання тим самим або іншим варіантом того самого збудника.

У випадку, коли повторне інфікування хворого тим самим збудником відбувається до одужання виникає суперінфекція.

Рецидивом називають повернення клінічних проявів хвороби без повторного зараження.

Маніфестні інфекції

Маніфестні інфекції характеризуються наявністю специфічного комплексу клінічних симптомів, притаманних певному інфекційному захворюванню. Вони можуть протікати типово, атипово або хронічно.

Типова інфекція: після проникнення в організм інфекційний агент розмножується і викликає розвиток характерних патологічних процесів, що супроводжуються відповідними клінічними проявами.

Атипова інфекція: збудник розмножується в організмі, проте не викликає розвитку типових патологічних процесів, а клінічні прояви носять невиражений, стертий характер.

Хронічна інфекція, як правило, розвивається після інфікування мікроорганізмами, що здатні до тривалого перебування в організмі (персистенції).

Абортивна інфекція

Абортивна інфекція (від лат. aborto – не виношувати, у даному контексті – не реалізовувати патогенний потенціал) – одна із найбільш поширених форм безсимптомних уражень.

Вказані процеси можуть виникати за видової або внутрішньовидової, природної або штучної несприйнятливості (саме тому людина не хворіє більшістю хворобо тварин).

Механізми несприйнятливості ефективно блокують життєдіяльність мікроорганізмів, збудник не розмножується в організмі, інфекційний цикл збудника переривається, він гине і видаляється з організму.

Латентна інфекція

Латентна або скрита інфекція (від лат. latentis – схований) – обмежений процес з тривалою і циклічною циркуляцією збудника, що аналогічна тій, яка спостерігається при явних формах інфекційного процесу.

Збудник розмножується в організмі, викликає розвиток захисних реакцій, елімінується з організму, проте не спостерігається жодних клінічних проявів.

Подібні стани також відомі як іннапарантні інфекції (від англ. іnnapparent – неявний, той, що не розпізнається).

Іннапарантна інфекція є однією з форм інфекційного процесу, за якої клінічні ознаки хвороби відсутні, проте спостерігається наростання рівня специфічних антитіл як відповідь макроорганізму на присутність у ньому патогенного агента.

Особи з латентними інфекційними ураженнями становлять епідемічну загрозу для оточуючих.

“Дрімаючі” інфекції

“Дрімаючі” інфекції можуть бути одним з різновидів латентних інфекцій або станом після перенесеного клінічно вираженого захворювання.

За даної форми інфекції встановлюється баланс, що не виявляється клінічно, між патогенним потенціалом збудника та захисними системами організму.

Під впливом різноманітних факторів, що знижують резистентність макроорганізму (зокрема, стреси, переохолодження, порушення харчування), мікроби набувають можливості здійснювати патогенну дію.

Особи, що переносять “дрімаючі” інфекції є резервуаром та джерелом патогенів.

Бактерієсійство

Стан за якого виділення збудника продовжується після клінічного одужання хворого називається бактерієносійством.

Бактерієносії виділяють патогенні мікроорганізми у навколишнє середовище, у зв’язку з чим, представляють велику загрозу для оточуючого середовища.

Розрізняють:

транзиторне (безсимптомне) носійство – за даного різновиду носійства патогенний збудник виділяється одноразово з організму людини при проведенні серії бактеріологічних аналізів.

У тому випадку, коли носійство патогенного мікроба виявляється після перенесеної інфекційної хвороби мова йде про реконвалесцентне носійство.

Залежно від тривалості виділення збудника носійство поділяють на:

гостре (до 3-х місяців);

затяжне (до 6 місяців);

хронічне (більше ніж 6 місяців)

Зоонозні інфекції можуть передаватись від тварин до людини

Патогеннiсть i вiрулентнiсть бактерiй:

Патогенність – це видова здатність певних мікроорганізмів викликати інфекційний процесс.

Вірулентність – це ступінь патогенності. Вона є штамовою ознакою і визначається метаболічною активністю бактерійних клітин, їх компонентів і продуктів, які пригнічують захисні механізми господаря.Фактори вірулентності: адгезивність, інвазивність, токсиноутворення, капсулоутворення, наявність агресинів.

Для характеристики патогенних мікроорганізмів встановлені одиниці вірулентності.

DLМ (Dosis letalis minima) - мінімальна смертельна доза. Це та найменша кількість мікробів або їх токсинів, яка при зараженні викликає загибель 90-95 % чутливих тварин.

DCL (Dosis certа letalis) - найменша доза, яка викликає смерть 100 % взятих у дослід тварин.

LD₅₀ (Dosis letalis50) - доза, що вбиває половину заражених тварин. Вона э найбільш об’єктивною, точною і прийнятою в лабораторних дослідженнях.

Вірулентність - це якісна, індивідуальна ознака даного штаму. Вірулентність бактерій може бути посилена, послаблена і навіть зовсім втрачена. При цьому інші їх властивості не змінюються. Посилення вірулентності досягають пасажами культури через організм чутливих тварин, різними генетичними методами. Послаблення - шляхом багаторазових пересівів культури на несприятливих середовищах, дією підвищеної температури, бактеріофагів, хімічних речовин, імунних сироваток тощо. Такий підхід часто використовують при виготовленні живих вакцин та інших бактерійних препаратів.

Iнвазивні властивості патогенних бактерій

Вiрулентні бактерії мають здатність проникати в тканини інфікованого організму.

Колагеназа і гіалуронідаза руйнують колаген і гіалуронову кислоту, що сприяє поширенню бактерій всередині тканин.

Імуноглобулін A протеаза розкладає IgA, який попереджує адгезію бактерій до слизових оболонок і в основному виділяється

N. gonorrhoeae, Haemophilus influenzae і Streptococcus pneumoniae.

Лейкоцидини руйнують нейтрофіли і макрофаги.

M-протеїн S. pyogenes володіє антифагоцитарною дією, а протеїн A S. aureus зв’язує IgG і тим самим попереджує активацію комплемента.

Коагулаза S. aureus стимулює утворення фібрину з фібриногену, який захищає бактерію від фагоцитозу.

Бактеріальні токсини

Токсини (від гр. toxikon – отрута) – одні з найважливіших чинників патогенності, що реалізують основні механізми інфекційного процесу.

Токсини викликають системні ураження, які зумовлюють специфічні прояви тієї чи іншої інфекційної хвороби.

Існує кілька класифікацій токсинів, які враховують ті чи інші характеристики згаданих біомолекул.

Залежно від локалізації бактеріальні токсини традиційно поділяють на:

ендотоксини,

екзотоксини.

Більш коректною є систематизація токсинів за: хімічним складом – наприклад, фосфоліпази чи детергенти; або механізмом дії – наприклад, на ті, що уражують клітинну мембрану (цитолізини) і ті, що діють на різноманітні внутрішньоклітинні мішені.

За ступенем зв’язування з бактеріальною клітиною екзотоксини поділяють на три групи:

група А – включає токсини, які повністю секретуються (екзотоксини) у оточуюче середовище. Наприклад, токсин дифтерійної палички;

група В – це токсини, які частково секретуються у оточуюче середовище і частково асоційовані з бактеріальною клітиною. Наприклад, тетаноспазмін правцевої палички;

група С – токсини, які не секретуються, зв’язані з бактеріальною клітиною і вивільнюються лише після її загибелі. Наприклад, екзотоксини ентеробактерій.

Силу дії мікробних токсинів визначають на чутливих лабораторних тваринах певних маси і віку з допомогою тих же одиниць, що й вірулентність - DLM, DCL i LD50. Наприклад, за 1 DLM дифтерійного токсину приймають найменшу кількість його, яка при підшкірному введенні гвінейській свинці масою 250 г викликає її загибель на 4-у добу. Ця доза часто дорівнює 0,002 мл. Правцевий токсин ще сильніший, а DLM нативного токсину ботулізму для гвінейської свинки складає 0,00001-0,000001 мл.

Визначення плазмокоагулази. Верхня пробірка - негативний контроль (до плазми додано краплю стерильного МПБ); середня пробірка - позитивний тест на плазмокоагулазу в Staphylococcus aureus; нижня пробірка - негативний результат у Staphylococcus epidermidis.

Експериментальна інфекція. Використання

тварин в лабораторних дослідженнях

Досить часто в мікробіологічнх, вірусологічних та імунологічних лабораторіях використовують біологічний метод дослідження на різноманітних видах тварин. Його застосовують для експериментального відтворення інфекційних захворювань, окремих його симптомів або для вирішення спеціальних задач:

1. Встановлення етіологічного діагнозу інфекційної хвороби, особливо в тих випадках, коли збудник не можна або важко виявити іншим способом (пневмококи, туляремійні бактерії, віруси сказу, енцефалітів тощо).

2. Виділення та ідентифікації чистої культури, визначення її токсигенності чи токсичності.

3. Визначення вірулентності мікроорганізмів, встановлення мінімальних смертельних доз мікробів, екзотоксинів та ендотоксинів.

4. При наукових дослідженнях з проблем механізму розвитку інфекційних хвороб, формування імунітету, специфічного лікування і профілактики.

5. При контролі імуногенності, токсичності, стерильності, безвредності, пірогенності біологічних медичних препаратів (вакцин, анатоксинів, ліків тощо).

6. Для отримання діагностичних імунних сироваток.

Дуже важливим етапом є вибір відповідної тварини для експериментального зараження. Найчастіше в лабораторній практиці використовують білих мишей, гвінейських свинок, білих щурів і кроликів. Деякі спеціальні лабораторні дослідження проводять на мавпах, собаках, котах, хомяках, ховрахах, тхорах, бавовняних щурах, мишах полівках, а також на птахах (голуби, кури, попугаї та ін.). Вибір виду тварин оснований на знанні чутливості їх до тих чи інших мікроорганізмів.

Білі миші високочутливі до пневмококів, клебсієл, деяких видів сельмонел, збудників сибірки, чуми, туляремії, лістеріозу, меліоїдозу, правця, ботулізму, газової анаеробної інфекції, коклюшу, орнітозу, висипного тифу, сказу, лейшманіозу, токсоплазмозу. Новонароджені миші чутливі до арбовірусів, поліовірусів, коксакі-вірусів. На білих мишах визначають силу екзо- і ендотоксинів.

Гвінейські свинки чутливі до збудників туберкульозу (M.hominis), псевдотуберкульозу, дифтерії, чуми, туляремії, бруцельозу, сапу, холери, сибірки, лептоспірозу, меліоїдозу, лістеріозу, орнітозу, ботулізму, правця, газової гангрени, кашлюка, висипного тифу, ящуру.

Білих щурів використовують для експериментального відтворення сказу, садоку, амебіазу, меліоїдозу, токсоплазмозу, туберкульозу (M.bolis).

Кролики чутливі до стафілококів, стрептококів, деяких видів сальмонел, збудників туберкульозу, сибірки, пастерельозу, лістеріозу, ботулізму, правця, сифілісу, амебіазу, токсоплазмозу, вірусів сказу й простого герпесу.

Мавпи зрідка використовують як експериментальну модель при сифілісі, туберкульозі, дизентерії, лістеріозі, меліоїдозі, цереброспінальному менінгіті, черевному тифі, коклюші та ін.

Коти чутливі до збудників амебної дизентерії, сапу, кашлюку, стафілококових інфекцій, дії ентеротоксинів (кошенята-сисуни).

Сірійських хомяків використовують для відтворення бруцельозу, сапу, лейшманіозу, токсоплазмозу, амебіазу, лептоспірозу, рикетсіозів, сказу, поліомієліту, геморагічних гарячок.

Птахи (голуби, кури, попугаї) чутливі до збудників туберкульозу (M.avium), анаеробної газової інфекції, риносклероми (курчата), ботулінового екзотоксину.

Для отримання високостандартних і легко відтворюючих стабільних результатів, а також в наукових дослідженнях, особливо вірусологічних, у лабораторній практиці використовують генетично стандартизованих лінійних (гомозиготних) тварин. Їх отримують у спеціальних віваріях шляхом багаторазового близькоспорідненого схрещування (інбридінга). Уже виведено біля 700 ліній білих мишей, 170 ліній щурів, 16 ліній гвінейських свинок, біля 70 ліній хомяків, 7 ліній курчат та ін. Такі тварини і птахи мають чітко запрограмовані біологічні властивості, такі як висока чутливість до певних збудників, здатність до імунологічної відповіді тощо.

У лабораторних тварин можуть виникати спонтанні захворювання бактеріальної чи вірусної природи, латентні інфекції. Вони також мають свою нормальну мікрофлору. Все це ускладнює виділення чистих культур від заражених тварин і визначення їх етіологічної ролі. Цього недоліку позбавлені безмікробні лабораторні тварини  гнотобіоти, а також тварини, вільні від спеціальних патогенних збудників (СПЗ-тварини). Їх використовують для проведення важливих експериментів з проблем вивчення ролі нормальної мікрофлори в інфекції, імунітеті, утворення вітамінів, ферментів і других біологічно активних речовин.

Зараження тварин проводять із метою виділення чистих культур патогенних мікроорганізмів, які повільно або зовсім не ростуть на живильних середовищах. Часто цим способом користуються для виділення збудника з досліджуваного матеріалу, який сильно забруднений іншими мікробами (наприклад, при виділенні паличок чуми із трупів людей і тварин). Так виділяють стрептококи з мокротиння, туберкульозні палички з осаду сечі та ін.

Експериментальне зараження тварин використовують також для відтворення інфекційного захворювання на біологічній моделі тоді, коли збудник захворювання невідомий, для вивчення факторів вірулентності, дії токсинів, визначенні мінімальних смертельних доз виділених чистих культур. За його допомогою вивчають ефективність лікувальної дії антибіотиків та інших хіміотерапевтичних препаратів. Відтворення експериментальної інфекції має важливе значення для оцінки якості живих вакцин, ефективності імунологічних препаратів.

Зараження тварин проводиться або природним шляхом через дихальні шляхи та рот або штучним способом через ін’єкції.

ОСНОВНІ ФАКТОРИ НЕСПЕЦИФІЧНОГО ЗАХИСТУ ОРГАНІЗМУ

Фактори захисту організму від інфекційних агентів та інших чужорідних речовин поділяють на неспецифічні і специфічні.

До неспецифічних факторів належать механічні, фізико-хімічні, клітинні, гуморальні, а також фізіологічні захисні реакції, які забезпечують збереження сталості внутрішнього середовища і відновлення порушених функцій макроорганізму.

Неспецифічним фактором захисту є природжений (видовий, або спадковий) імунітет — несприйнятливість організму до певних патогенних агентів, яка передається спадково і властива певному виду.

Набутий імунітет належить до специфічних факторів захисту від генетично чужорідних субстанцій (антигенів); здійснюється імунною системою організму.

Неспецифічна резистентність організму зумовлена такими факторами захисту, як бар'єрна функція шкіри, слизових оболонок, лімфатичних вузлів, бактерицидні речовини рідин організму (слина,сироватка крові та ін.), видільна функція, температурна реакція та ін. Чужорідні тіла і речовини знешкоджуються в основному механічними або фізико-хімічними діяннями.

Першим захисним бар'єром на шляху проникнення бактерій в організм є шкіра. У нормальному, неушкодженому стані її захисна функція реалізується за допомогою пов'язаних між собою гормональних і клітинних механізмів. Гормони шкіри активізують Т-лімфоцити, які руйнують гетерогенні речовини (бактерії, віруси, онкогени). Шкіра здорової людини згубно діє на низку бактерій (гемолітичний стрептокок, сальмонели черевного тифу, паратифів та ін.). Кисле середовище поту пов'язане з наявністю в ньому оцтової, молочної, жирних кислот, що мають бактерицидну дію на багато мікроорганізмів. Миття рук сприяє не тільки механічному видаленню мікроорганізмів з поверхні шкіри, а й збільшенню її бактерицидних властиво-востей.

Захисні функції мають слизові оболонки очей, носа, рота, шлунка та інших органів. Подібно до шкіри, антибактеріальні функції слизових оболонок зумовлені непроникністю їх для різних мікроорганізмів і бактерицидним діянням секретів. У слізній рідині, мокротинні, слині, крові, молоці, тканинах і органах є лізоцим, що являє собою ацетилмурамідазу, а також секреторний імуноглоб у л і н А. Бактерії, які проникають у слизові оболонки, невпинно знищуються дією лізоциму. Носовий слиз бактерицидний для багатьох збудників. Нестача лізоциму у слізній рідині призводить до ураження рогівки; загоєння ран при зализуванні їх тваринами пов'язане із внесенням у них лізоциму.

Є й інші інгібітори, що виробляються клітинами органів і тканин і мають властивість пригнічувати мікроорганізми. Певне значення у неспецифічній резистентності має гіалуронова кислота, яка запобігає проникненню збудників у тканини й органи. Дуже виражені бактерицидні властивості щодо багатьох збудників, особливо мікроорганізмів, які спричиняють кишкові інфекції і харчові токсико-їнфекції, має шлунковий сік.

Якщо мікроорганізм долає бар'єр, створений шкірою і слизовими оболонками, захисну функцію виконують лімфатичні вузли, в яких затримуються і знешкоджуються патогенні бактерії. У лімфатичних вузлах розвивається запалення, що згубно діє на збудників інфекційних захворювань.

Запальна реакція характеризується вивільненням із тканин різних речовин (лейкотоксини, лейкопенічний фактор, гістамін, серотонін та ін.), під впливом яких активуються лейкоцити; скупчення їх у зоні запалення призводить до утворення захисного валу, який не дає розповсюджуватись бактеріям у тканині, крові й органах. Запалення зумовлює підвищення температури тіла, виникнення ацидозу й гіпоксії, що згубно діють на мікроорганізми.

фагоцитоз

Велике значення у неспецифічному захисті організму відіграє явище фагоцитозу, яке вперше було відкрите видатним вітчизняним вченим І.І. Мечниковим. Захоплення і перетравлювання бактерій здійснюється двома типами клітин - мікро- і макрофагами. До мікрофагів відносять поліморфноядерні нейтрофіли. Вони належать до так званих «професіональних фагоцитів». Поліморфноядерні лейкоцити - це нетривало існуюча популяція клітин, яка першою з‘являється у вогнищі запалення. У результаті стимуляції через дихальний вибух накопичується велика кількість метаболітів і гідролітичних продуктів, спрямованих на знищення бактерій як в клітинах, так і поза їх межами. У певних умовах можливе пошкодження оточуючих тканин похідними кисню. Гранулоцити виробляють більше 10 ферментів (кислі протеїнази, міелопероксидазу, лактоферин, лужну фосфатазу, лізоцим тощо) достатніх для деградації більшості ліпідів, полісахаридів і білків чутливих бактерій. Нейтрофіли продукують основні метаболіти арахідонової кислоти (лейкотриєни, простагландини), але менш активні, ніж моноцити.

Макрофаги утворюють моноцитарно-фагоцитарну систему фагоцитів. Ця система розміщена всюди: у сполучній тканині, навколо базальних мембран кровоносних судин, у легенях (альвеолярні макрофаги), в печінці (клітини Купфера) тощо. Макрофаги здатні до міграції і цілеспрямованого хемотаксису. Речовини, що визначають напрям руху макрофагу, називають хемоантрактантами. До них належать: фрагменти системи комплементу, глобуліни, лімфокіни, продукти деградації фібрину, колагену і клітин. Поступове підключення різних хемоантрактантів забезпечує постійний приплив нових макрофагів із судинного русла. Велике значення для знешкодження чужорідного антигена мають фактори, які гальмують міграцію макрофагів і затримують їх у вогнищі запалення: інтерферон, гіалуронова кислота, лімфокіни, імунні комплекси, гепарин, глюкокортикоїди, цитостатики.

Підсилюють же міграцію макрофагів нуклеїнат натрію, левамізол, a-амінокапронова кислота.

Щоб відбувся фагоцитоз мікроорганізм повинен адсорбуватись на поверхні нейтрофілу або макрофагу. Вважають, що розпізнавання макрофагами клітин-мішеней може бути пов’язане через взаємодію вуглеводзв’язуючих білків (лектиноподібні молекули). Відомо, що принциповою ознакою лектину є здатність зв’язуватись із певним цукром. На поверхні макрофагу виявлено поки що три типи лектиноподібних рецепторів, що беруть участь у макрофагонагляді - маннозний, галактозний і фукозний. Від них залежить і адсорбція бактерій на фагоциті, яка може здійснюватись трьома способами:

1. Бактерії на своїй поверхні несуть лектини, які зв’язуються з комплементарними вуглеводами на поверхні фагоцита.

2. Лектини є складовою частиною мембрани фагоцита і зв’язують вуглеводні залишки бактерій.

3. Формування мостиків між бактеріями і фагоцитами здійснюється за рахунок зв’язків лектин-вуглевод. (Ці хімічні структури можуть бути як на мембрані фагоциту, так і на поверхні бактерії).

Частинка, яка адсорбувалася на мембрані фагоцита, започатковує фазу поглинання шляхом активізації актин-міозинової скорочувальної системи, що призводить до утворення псевдоподій навколо неї. У міру того, як близькорозміщені рецептори приєднуються до мікроба, плазматична мембрана насувається на нього, поки він не опиниться у вакуолі (фагосомі). Після того події розгортаються швидко, і протягом хвилини плазматичні гранули зливаються з фагосомою і впорскують у неї свій вміст.

Знищення чужорідних клітин здійснюється за двома механізмами - кисень залежним і кисень незалежним. При кисень залежному механізмі утворюються біологічноактивні речовини, які згубно діють на фагоцитований субстрат: надпероксидний аніон, пероксид водню, гідроксильні радикали тощо. При кисень незалежному механізмі створюються оптимальні умови для функціювання катіонних білків, які руйнують бактерійну мембрану. Певне значення тут мають лізоцим, лактоферин, низьке значення pH.

Таким чином, у фагоцитозі виділяють такі основні стадії :

1. Наближення фагоцита і мікроба в результаті позитивного хемотаксису.

2. Адгезія мікроорганізма на поверхні фагоцита.

3. Активація мембрани фагоцита, що обумовлює поглинання мікроорганізму.

4. Внутриклітинне перетравлення чужорідної частинки і видалення продуктів розпаду за межі клітини.

Встановлено, що частинки фагоцитуються, якщо вони більш гідрофобні, ніж фагоцити. Наприклад, мікобактерії і лістерії - гідрофобні, тому вони добре фагоцитуються. У той же час пневмококи і клебсіели більш гідрофільні і тому слабо фагоцитуються. Мікроорганізми виробили цілий ряд пристосувань, які захищають їх від цієї лінії захисту організму. Наприклад, мікобактерії туберкульозу і лепри, бруцели, порпипвши в цитоплазму макрофагу, здатні навіть розмножуватись (туберульозні палички пригнічують злиття фагосом з лізосомами, оболонка збудника лепри стійка до дії ферментних систем фагоцита). Деякі рикетсії здатні залишати фагосоми й існувати безпосередьо в цитоплазмі, легіонели пригнічують механізм дихального вибуху і таке інше.

Явище, коли мікроорганізми не перетравлюються у фагоциті, отримало назву незавершеного фагоцитозу.

Стимулюють фагоцитарну активність лейкоцитів антитіла, компоненти комплементу, лімфокіни, простагландини та інше (табл. 3).

Таблиця 3

Чинники, які сприяють різним стадіям фагоцитозу

Хемотаксис	Опсонізація	Руйнування	Перетрав-лювання
С5а	IgG1, IgG3	Лізосоми	Лізосомні ензими
Тафтсин	С3b	ОН, О, НО, О, ОС1
ФХЕ	Фібронектин	Лактоферин
Лейкотрієни	IgM	Лізоцим
Стінки бактерій	Псевдоподії	Кислі рН

Підсумовуючи все сказане про фагоцити й фагоцитоз, треба наголосити, що мононуклеарні фагоцити (моноцити і тканинні макрофаги) є не тільки клітинами першої лінії захисту, а, по суті,. клітинами - фабриками для забезпечення організму продуктами першої необхідності. Вони беруть участь у синтезі всіх компонентів комплементу, біоактивних ліпідів - речовин циклооксигеназного і ліпооксигеназного шляхів. Макрофаги є активними продуцентами протеолітичних ферментів, ліпази, лізосомальної гідролази, дезамінази, лізоциму. Значний внесок макрофаги вносять у постачання білків екстрацелюльозного матриксу і адгезійних клітинних молекул: фібронектину, тромбоспондану, протеогліканів. Вони синтезують білки, які здатні звязувати метали (трансферин, ізоферитини), вітаміни (транскобаламін), ліпіди, фактори росту тощо. Макрофаги беруть участь у процесах коагуляції, продукуючи фактори V, VII, IX, X, а також протромбіназу, інгібітори плазміну; синтезують стероїдні гормони, продукти пуринових і піримідинових основ. Однак особливого значення набувають і продукти їх синтезу, що мають властивості гормонів. До таких гормональних пептидів відносять еритропоетин, бомбезин, соматотропін, ендорфін, фібробласт активуючі фактори, АКТГ, інтерлейкіни (ІЛ-1, ІЛ-6, ІЛ-8), інтерферони, фактор некрозу пухлин та інше. Якраз ці продукти макрофагів є найбільш важливими комунікаційними й медіаторними молекулами в запальних та імунних реакціях.

система комплементу

Одночасно з фагоцитозом спрацьовує інша потужна система захисту - система комплементу. Комплемент- це складний комплекс білків (близько 20), які формують каскадну ферментну систему. Компоненти комплементу позначаються літерою С із зазначенням порядкового номера (С1, С2, С3...С9). У нормі у сироватці крові знаходяться найважливіші компоненти комплементу в неактивному стані. Одночасно там присутні і фракції, що здатні пригнічувати певні активовані компоненти цієї системи.

Суттю каскадної активації системи комплемента є те, що кожен із перших п’яти компонентів у результаті активації перетворюється на фермент, який розщеплює наступний компонент і надає йому властивостей фермента.

Яким же чином реагує система комплементу при появі в організмі чужорідної генетичної інформації? Вона активується по різному залежно від того, чи в організмі вже синтезувались антитіла на даний агент, чи таких антитіл ще немає. Тому і говорять про класичний шлях активації комплементу (за наявності антитіл) і альтернативний шлях (за їх відсутності).

Альтернативний шлях активації

В організмі постійно, досить повільно в результаті реакції з водою або незначними кількостями протеолітичних ферментів плазми С-3 фракція комплементу активується, що обумовлює утворення активного проміжного продукту її розщеплення - С3b. У присутності іонів Mg C3b може утворити комплекс з іншим компонентом системи комплемента- фактором В. Згодом у цьому комплексі фактор В розкладається фактором D (фермент плазми крові) і виникає комплексна структура C3bBb. C3bBb має значну ферментативну активність і являється “C3-конвертазою”, яка розкладає компонент С3 на С3а і С3b. Ключове значення для реагування системи комплементу має утворений C3b. Якщо він утворився в достатній кількості, то запускається весь подальший процес активації, який завершується лізисом чужерідної клітини.

Проте в звичайних умовах С3bBb- конвертаза в розчинах нестабільна і фактор В легко заміщується іншим компонентом - фактором H. В результаті цього утворюється комплекс доступний для атаки фактором I, який в кінці кінців інактивує C3b. Пасивність C3b посилюється за наявності сіалової кислоти, яка стабілізує комплекс C3b-H. При наявності поверхні, яка не має сіалової кислоти, C3b сполучається із фактором В і активується. Поверхні, які сприяють цій активації є на стінках бактерій, на деяких заражених вірусами клітинах, пухлинах чи клітинах, в яких сіалова кислота була зруйнована нейрамінідазою.

Деякі мікроорганізми, попадаючи в організм, здатні активувати C3bBb- конвертазу з утворенням великої кількості продуктів розщепленя С3. C3bBb- конвертаза зв’язується вуглеводними ділянками мікробної мембрани, що захищає її від фактору Н. Потім інша речовина - білок пропердин приєднується до зв’язаної C3bBb-конвертази, стабілізуючи її. Фіксована на бактерійній мембрані С3- конвертаза розкладає компонент С3. Продукт цього розкладу C3b ковалентно зв’язується з мембраною. Один активний центр C3bBb дозволяє зв’язатись з бактерією великій кількості молекул C3b. Ця послідовність реакцій, що обумовлена безпосередньо мікроорганізмами і не зв’язана з комплексом антиген - антитіло, і приводить до розщеплення С3. Наступним етапом є активація компонента С5, який, взаємодіючи з C3b зв’язаним з мембраною, стає субстратом для C3bBb і розкладається з виділенням короткого пептиду С5а. В той же час великий фрагмент C5b залишається зв’язаним з мембраною і послідовно зв’язує компоненти С6, С7, С8, утворюючи комплекс, який сприяє правильній орієнтації двох або більше молекул останнього компоненту С9. Це приводить до розгортання молекул С9, їх проникненню всередину ліпідного бішару мембрани і полімеризації в кільцеподібний мембраноатакуючий комплекс. Цей комплекс формує в мембрані трансмембранний канал, через який за рахунок високого осмотичного тиску всередині клітини проникають іони Na і води, що і є причиною лізису клітини (рис. 8).

Таким чином руйнуються бактерії, спірохети, рикетсії, чужерідні клітини. В одночас альтернативний шлях активації комплементу може запускатись і антитілами, які покривають сіалову кислоту на клітинних мембранах або протеолітичними ферментами макрофагів.

Але система комплементу, крім функції лізису клітин має цілий ряд інших важливих біологічних функцій. Умовно їх можна поділити на три групи.

Перша група - реакції адгезії. Клітини, які фагоцитують, мають рецептори до С3b і C3bI, що полегшує прилипання (адгезію) мікробів, на поверхні яких знаходиться C3b.

Друга група - утворення біологічно активних субстанцій. В процесі активації комплемента від молекул попередників (С3 і С5) відщеплюються невеликі пептиди С3а і С5а. Вони безпосередньо впливають на фагоцити,викликаючи різку активацію дихання, що приводить до продукціі метаболітів кисню. Крім того, вони являються “анафілатоксинами” і можуть викликати виділення медіаторів із тучних клітин і базофілів.

Особливе значення мають хемотаксичні властивості цих молекул і їх вплив на кровоносні судини. В свою чергу С5а є сильним хемотаксичним фактором для нейтрофілів і здатний ефективно впливати на клітини ендотелію капілярів, викликаючи розширення судин і підвищення їх проникливості. Цей ефект підтримується тривалий час лейкотриєном В, який виділяють тучні клітини і активовані нейтрофіли.

Третя група - пошкодження мембран. Як вже зазначалось, мембраноатакуючий комплекс вбудовується в мембрану чужерідної клітини і обумовлює її лізис. В той же час система комплементу малоефективна для лізису мембран власних клітин.

Класичний шлях активації комплементу

Коли в організмі синтезувались на збудник антитіла у систему захисту включається класичний шлях активаціі комплементу (рис. 9). Можна гадати, що антитіло виникло як специфічний чинник для реакції з тими мікроорганізмами, які не здатні запустити альтернативнй шлях активаціі комплемента.

Як відомо деякі антитіла (IgG i IgM) в районі шарнірної ділянки мають рецептори до CIq компонента комплемента. Особливо активно зв’язує комплемент IgМ. Але ця здатність антитіл проявляється лише після того, як вони своїми активними центрами з’єднаються з антигенами. Таким чином, антитіло взаємодіючи з мікроорганізмом, зв’язує і активує перший компонент комплементу C1q. Останній об’єднується з С1r i C1s в єдиний комплекс. Активований C1s взаємодіє з наступним компонентом комплемента С4, в результаті розщеплення якого утворюються два його фрагменти: С4а і C4b. C4b може зв’язатись з комплексом антитіло - С1 або з поверхнею мікроорганізма. В присутності іонів Mg компонент С2 здатний утворювати сполуку з С4b, формуючи субстрат для C1s. Виникає комплекс C4b2a, який має виражену конвертазну активність по відношенню до С3. Цей комплекс володіє такою ж специфічністю, як і згадувана нами попередньо конвертаза альтернативного шляху - С3bBb. З цього моменту весь процес подальшої активації комплементу відбувається таким же чином, як і в альтернативному шляху. Одна молекула C3b приєднується до комплекса C4b2a і перетворює його у фермент, який здатний розщепити компонент С5. В кінці кінців через послідовну активацію молекул С6, С7, С8, С9 виникає мембраноатакуючий комплекс, що руйнує мікробну мембрану. Конвертаза класичного шляху активації комплементу теж, як і C3bBb, знаходиться під контролем відповідних факторів (G, C4bp, CR1).

Таким чином, сценарій захисту організму виглядає так. Все розпочинається з активації комплементу по альтернативному шляху. Конвертаза C3bBb Закріплюється на поверхні бактерії і розкладає значну кількість С3. Фрагмент С3а виділяється, а багаточисленні молекули C3b зв’язуються з мембраною мікроорганізму. Це активує наступний етап з утворенням С5а і мембраноатакуючого комплексу. В подальшому на сцену подій виходять С3а і С5а. Вони сприяють вивільненню медіаторів із тучних клітин і разом з ними залучають у вогнище проникнення мікроба інші компоненти системи комплемента і поліморфноядерні нейтрофіли. Все це обумовлює посилення кровотоку, розширення дрібних судин, а скорочення клітин ендотелію капілярів дозволяє білкам плазми виходити із судин. Нейтрофіли сповільнюють рух біля стінок капілярів, проникають в отвори між ендотеліальними клітинами і пересуваються за градієнтом концентрації хемотаксичних факторів, поки не зустрінуться з бактерією, покритою C3b. Далі відбувається зв’язування мікроорганізма з C3b рецепторами нейтрофілу, С3а і С5а різко активують клітинне дихання, і миттєво наступає руйнування бактеріальної клітини.

Ці процеси обумовлюють відповідні симптоми: гіперемію, набряк, біль. Так, гіперемія є наслідком розширення капілярів, набряк - результат ексудації білків плазми. Описані прояви, а також накопичення нейтрофілів, характерні для гострої запальної реакції.

Слід зауважити, що сам комплемент здатний безпосередньо інактивувати деякі віруси й у відсутності антитіл, наприклад ряд ретровірусів. Це можливе тому, що деякі вірусні білки являються рецепторами C1q. Ряд даних свідчить, що віруси можуть активувати комплемент і альтернативним шляхом.

Крім перерахованих механізмів, розповсюдження збудника може бути обмежене ферментами, що вивільнюються із пошкоджених тканин і активують згортальну систему крові. До таких речовин відносять С - реактивний білок, сироватковий амілоїдний А - білок, a_{1 -} антитрипсин, a_{2 -} макроглобулін, фібриноген, церулоплазмін і ін.

С - реактивний білок при участі іонов кальцію здатний зв’язуватись з деякими мікроорганізмами, до складу мембрани яких входить фосфорилхолін. Комплекс, який при цьому утворюється активує систему комплементу по класичному шляху. При цьому С3b зв’язується з мембраною бактерії, яка легко фагоцитується, дякуючи наявності на поверхні фагоцита рецепторів С3b.

г) Інтерферони

Особливе значення в системі неспецифічного захисту організму надається інтерферонам. Розрізняють три основні типи інтерферонів: a -інтерферон (лейкоцитарний), b-інтерферон (фібробласний) і g-інтерферон (імунний). Кожен тип включає підтипи, які розрізняються, наприклад, по чутливості до рН. 25 представників родини a-інтерферону і два підтипи b-інтерферону гетерогенні і розрізняються за молекулярною масою і амінокислотними послідовностями. Гама-інтерферон не має підтипів.

Альфа-інтерферону притаманна антивірусна і антипроліферативна дія. Він пригнічує проліферацію мононуклеарів крові у відповідь на дію антигенів, мітогенів за рахунок специфічної цитотоксичності. Підсилює кілерну активність лімфоцитів у відношенні пухлин. Може підвищувати продукцію лейкотриєна В₄, гальмувати виділення лейкотриєна С₄. Що можна використати для пригнічення анафілактичних і запальних реакцій.

Бета-інтерферон - регулює проліферацію і функціональну активність макрофагів, підсилює їх протипухлинну активність, активує природні кілери.

Гама-інтерферон - природній регулятор імунної відповіді, володіє також противірусною і протипухлинною активністю, підвищує вираженість (експресію) антигенів гістосумісності І і ІІ класів. Синтез цього виду інтерферону відбувається під впливом бактерійних і вірусних антигенів, лектинів. В певній мірі впливають на виділення інтерферону ІЛ-2, лейкотриєни В₄, С₄, D₄.

При вірусній інфекції клітини активно синтезують інтерферон і секретують його у міжклітинний простір, де він зв’язується з специфічними рецепторами сусідніх незаражених клітин. Інтерферон безпосередньо не діє на віруси. Після його взаємодії з рецепторами клітин наступає дерепресія й активація генів, які локалізовані у людини на 21 хромосомі. Це приводить до формування 12 нових внутриклітинних білків, які відсутні в клітинах, на які не подіяв інтерферон. При цьому різко, в десятки раз зростає синтез двох нових ферментів: синтетази і протеїнкінази. Синтетаза розщеплює мРНК, пригнічуючи подовження поліпептидного ланцюга, водночас активує в цих клітинах протеїнкіназу, що перебуває там у неактивному стані. Протеїнкіназа фофорилює фактор ініціації, інактивує його і тим самим гальмує трансляцію вірусного геному.

Таким чином, під впливом інтерферону в клітинах синтезується два ферменти, один з яких гальмує синтез вірусних білків, а другий розщеплює вірусні РНК, що утворились. В кінці кінців навколо вогнища вірусної інфекції утворюється бар’єр із неінфікованих клітин. Необхідно зауважити, що інтерферони відіграють значну роль в боротьбі з вірусами, але не в попередженні вірусних інфекцій.

Чинники, які стимулюють виділення інтерферону. Першим і найбільш важливим інтерфероногеном є вірусна інфекція. Інтерферон виробляється практично при заражені будь-яким вірусом, як РНК- так і ДНК-містким, причому РНК-місткі віруси - хороші індуктори, тоді як ДНК-геномні, за виключенням поксвірусів - більш слабі. Кінетика синтезу інтерферону в загальному одинакова для всіх вірусів: його продукція починається приблизно через 4 години після зараження і досягає вершини, коли синтез вірусних білків відбувається з максимальною швидкістю, і потім знижується.

Другим сильним стимулятором синтезу інтерферону є двохланцюгова РНК. Це природні двохланцюгові РНК, в тому числі РНК реовірусів, реплікативні форми РНК- містких вірусів, а також синтетичні двохланцюгові полірибонуклеотиди. В той же час ні одноланцюгова РНК чи ДНК, ні двохланцюгова ДНК або гібридні РНК-ДНК не здатні бути інтерфероногенами. Активні інтерфероногени повинні бути відносно стійкі до рибонуклеази.

Наступним основним класом індукторів інтерферону є віруси, які нездатні реплікуватись. Наприклад, віруси в непермісивних клітинах або інактивовані віруси. Частково можна пояснити цей факт наявністю у цих вірусів двохланцюгової РНК, яка здатна із них вивільнюватись. Напевно тому, інактивований ультрафіолетом реовірус у 200 разів більш ефективний як стимулятор інтерферону в порівнянні з неінактивованим, тому що в зараженій клітині перший розпадається із вивільненням двохланцюгової РНК.

Недавно було відкрито новий аспект індукції інтерферону вірусами і їх компонентами. Доказано, що деякі структурні білки (білок фібрил аденовірусу і глікопротеїн HN вірусу Сендай) володіють мітогенною активністю відносно В-лімфоцитів і стимулюють утворення інтерферону в клітинах селезінки.

Іншими інтерфероногенами, які запускають синтез невеликої кількості інтерферону можуть бути бактеріальні ендотоксини, збудники трахоми, мікоплазми, найпростіші, рикетсії, полімери поліакрилової кислоти, малеїнова кислота і інш.

Ще одну важливу групу стимуляторів виділення інтерферону складають метаболічні активатори. В першу чергу до них відносять мітогени для нестимульованих лімфоцитів і специфічні антигени для імунних лімфоцитів, промотори пухлинного росту (бутират, бромдезоксиуридин, дексаметазон, диметилсульфоксид), речовини, які пригнічують утворення мРНК або синтез білка.

Дія інтерферонів, як і гормонів, реалізується на плазматичній мембрані клітини при їх сполучені з особливими рецепторами. Чітко встановлено, що інтерферон у середині клітини, в якій він синтезується, не володіє біологічною активністю. Спочату він повинен виділитись, а потім знову адсорбуватись клітинами.

Природні кілери

Віруси, як відомо, здатні розмножуватись тільки в клітинах господаря, використовуючи їх репродуктивні механізми. Без сумніву, господар зацікавлений знищити ці заражені клітини до того, як вірус почне в них розмножуватись. Якраз це контролюють і здійснюють особливі клітини організму - природні кілери (ПК). Вони здатні розпізнавати вірусні антигени, які появляються на мембрані інфікованих клітин. Дякуючи цій властивості, ПК клітини вибирають серед різноманіття клітин тільки ті, які уражені вірусом.

Процес відбувається таким чином. Як тільки рецептор природного кілера зв’язується з клітиною зараженою вірусом, ПК- клітина активується і впорскує вміст своїх гранул (білок перфорин) у позаплазматичний простір інфікованої клітини. За своєю структурою перфорин подібний до С9 компонента комплемента і, як і він, може вбудовуватись в мембрану клітини мішені. Там молекули перфорину полімеризуються, при цьому утворюється трансмембранний канал, що і приводить до лізису клітини. Разом з клітиною знищуються і всі віруси, які в ній знаходились. При цьому ПК- клітина залишається непошкодженою і здатна вступати в контакт з наступною мішенню. Таке явище одержало назву “смертельного поцілунку”.

Природні (нормальні) кілери - самостійна популяція мононуклеарних клітин, незалежна від тимусу. Вони містяться у великій кількості в периферичній крові, селезінці і інших органах. Цитотоксичність ПК, виділених із цих органів - різна. Найбільша активність зафіксована у лімфоцитів периферичної крові, найменша - в клітинах кісткового мозку. Вважають, що природні кілери виконують в організмі різноманітні функції: контролюють ріст первинних і метастатичних пухлинних клітин, контролюють розвиток мікробних і вірусних інфекцій, виробляють медіатори, приймають участь в імунорегулюючих процесах, контролюють проліферацію і диференціацію гемопоетичних клітин, започатковують розвиток трансплантаційного імунітету. Важливо підкреслити, що природні кілери стійкі до іонізуючої радіації і не фагоцитуються.

Останнім часом велика увага надається фібронектину, у якого відкрито виражену імуногенну активність. В цьому складному білку матеріалізований зв’язок системи імунітету із внутрішнім середовищем організму. Фібронектин здатний одними активними центрами приєднуватись до рецепторів клітин (макрофагів, нейтрофілів і т.д.), а іншими зв’язувати імунні комплекси (через C1q) або грампозитивні бактерії. Фібронектин має спеціальні структури для приєднання до фібрину, гепарину, колагену. Він володіє опсонізуючою функцією, здатний фіксувати і обмежувати розповсюдження мікробних антигенів і імунних комплексів у тканинах організму.

Таким чином, в організмі постійно існує і функціонує розгалужена система вродженого природнього захисту від чужорідних агентів, основу якої складають різноманітні активні речовини, що знаходяться в сироватці крові, секретах, тканинах, органах. Складовою цієї системи є також нормальна мікрофлора організму, яка має виражені антагоністичні властивості відносно багатьох збудників. Мікрофаги, макрофаги та природні кілери здатні успішно знищувати чужорідні та змінені власні клітини, бактерії, віруси. Все це створює першу лінію захисту організму, яка успішно протистоїть збудникам інфекційних захворювань.

ВЧЕННЯ ПРО ІМУНІТЕТ

Під терміном «імунітет» (від лат. immunitas — звільнення, позбавлення чогось) розуміють несприйнятливість (резистентність) організму до інфекційних і неінфекційних агентів, яким властива генетична гетерогенність. Організми тварин і людини дуже точно диференціюють «своє» і «чуже», завдяки чому забезпечується захист не тільки від проникнення патогенних мікроорганізмів, а й від чужорідних білків, полісахаридів, ліпополісахаридів та інших речовин.

Наука, яка вивчає питання імунітету, називається імунологією; це самостійна наукова дисципліна, що розглядає широке коло біологічних явищ. Виділяють інфекційну і неінфекційну імунологію.

Інфекційна імунологія вивчає механізми несприйнятливості до інфекційних захворювань; роль клітинних і гуморальних факторів у формуванні імунітету, молекулярну структуру і біосинтез антитіл, будову їх активних центрів, хімічну структуру лімфоцитів, макрофагів та їх взаємодію; розробляє і вдосконалює специфічні методи терапії, діагностики і профілактики інфекційних захворювань.

До неінфекційної імунології відносять імуногенетику, яка виявляє закономірності успадкування антигенів клітин і тканин, здійснює генетичний контроль імунних реакцій; імуноморфологію, що досліджує імунологічні прояви на субклітинному, клітинному і тканинному рівнях; трансплантаційну імуноло-г і ю, яка вивчає Імунологічну несумісність тканин, механізми відторгнення трансплантантів, шляхи подолання тканинної несумісності; Імунопатологію, яка визначає роль імунних механізмів у виникненні і розвитку низки захворювань; імуногематоло-г і ю, яка досліджує закономірності успадкування хвороб крові; і м у-нологію онтогенезу, яка розкриває імунологічні механізми в процесі індивідуального розвитку і генетичної сталості внутрішнього середовища організму.

Таким чином, сукупність анатомо-фізіологічних особливостей організму забезпечує певний ступінь стійкості, утому числі несприйнятливість до деяких мікроорганізмів. Характерною особливістю цієї форми резистентності є відсутність специфічності.

Неспецифічна резистентність є могутньою системою захисних реакцій, що забезпечують збереження сталості внутрішнього середовища макроорганізму (гомеостазу), на основі яких у процесі еволюції сформувалися видовий і набутий імунітет.

СПАДКОВИЙ (ВИДОВИЙ, АБО ПРИРОДЖЕНИЙ) ІМУНІТЕТ

Природжений імунітет — це неспецифічна резистентність, що властива тому чи іншому виду тварин або людині і передається спадково з покоління в покоління. Прикладом спадкового імунітету може бути несприйнятливість людей до чуми рогатої худоби, собак, курячої холери, інфекційної анемії коней. З іншого боку, тварини не хворіють на багато інфекцій людини — черевний тиф, скарлатину, вітряну віспу, сифіліс, кір та ін.

Спадковий імунітет залежить від фізіологічних та біологічних особливостей того чи іншого виду організмів, що сформувались у процесі природного відбору, мінливості й генетичної адаптації до умов зовнішнього середовища.

Помічено, що висока сприйнятливість до інфекційних захворювань бактеріальної і вірусної етіології буває серед видів тварин, їх популяцій (або у людей), що не зустрічаються з цим збудником в результаті екологічної або географічної ізоляції.

Ступінь напруженості спадкового імунітету може бути абсолютним і відносним. Так, наприклад, в організмі пацюків клітини не мають рецепторів до дифтерійного, а в риб і ящірок — до правцевого токсину, внаслідок чого вони абсолютно несприйнятливі до названих токсинів. Імунітет деяких тварин до збудників інфекційних захворювань можна підвищити зміною температури тіла, діянням на організм гормонами, імунодепресантами, рентгенівським опромінюванням. Так, якщо в курей знизити, а в жаб підвищити температуру тіла, то вони стають чутливими до бацил сибірки. У цьому разі кажуть про відносну несприйнятливість.

Механізм імунітету до інфекційних захворювань грунтується на відсутності в клітинах організму рецепторів і субстратів, потрібних для адсорбції і розмноження збудника, наявності речовин, які блокують репродукцію патогенних агентів, та властивості макроорганізму синтезувати різні інгібітори у відповідь на проникнення патогенних мікроорганізмів.

НАБУТИЙ ІМУНІТЕТ

Численними спостереженнями ще в далеку давнину було встановлено, що люди, які перенесли чуму, не заражались при догляді за хворими, ураженими цим захворюванням.

У різних країнах великого значення надавалось профілактичним заходам, у тому числі щепленням проти деяких захворювань. Так, жителі Африки з дав-

ніх-давен успішно застосовували вакцинацію проти отрути змій; створювали штучний імунітет проти епідемічного поворотного тифу,епізоотичної плевропневмонії рогатої худоби.

У Китаї за 2000 років до н. є. щепили дітей проти віспи. У ряді країн Сходу робили насічки на шкірі передпліччя і вводили в них висушені І розтерті на порошок віспяні кірочки. У деяких народів Кавказу було прийнято робити уколи голками, намоченими у віспяному заразному матеріалі.

Проте народні способи відтворення несприйнятливості до інфекційних захворювань зараженням нерідко ставали причиною виникнення типових захворювань та різного роду ускладнень.

Серед населення Англії, Франції, Німеччини для запобігання натуральній віспі був звичай доручати дітям із подряпинами на шкірі рук доїти корів, уражених коров'ячою віспою.

Багаторічні спостереження і вивчення Е. Дженнером несприйнятливості до натуральної віспи осіб, які перехворіли на коров'ячу віспу, привели до відкриття ним у 1796 р. методу віспощеплення, який з 1798 р. почали застосовувати в Англії, а потім і в інших країнах.

У другій половині XIX ст. Л. Пастер і його учні винайшли метод ослаблення збудників курячої холери, сибірки і сказу і довели можливість застосування цих ослаблених бактерій, що дістали назву вакцин, для специфічної імунізації, або вакцинації.

Набутий імунітет поділяють на природний і штучний. Природний імунітет, у свою чергу, поділяють на: 1) активно набутий в результаті перенесеної, клінічно вираженої або латентної інфекції чи багаторазового інфікування без клінічно вираженого захворювання; 2) пасивно набутий у немовлят внаслідок передачі антитіл від матері через плаценту та з грудним молоком.

імунітет Штучно набутий імунітет відтворюється активною або пасивною імунізацією.

Набутий спадково не передається. Він формується щодо конкретного виду збудника в результаті контакту з ним, тобто він цілком специфічний.

Основною функцією імунітету є систематичне розпізнавання всього чужорідного, що проникає в організм (бактерії, гриби, віруси, найпростіші), власних змінених клітин, підтримання гомеостазу, нейтралізація, видалення та знищення чужорідних агентів. Пізнавати “не своє” а “ чуже “ - бережливо берегти “своє“.

Матеріали для підготовки склала: доц. Романюк Л.Б.