Как тялото се защитава от инфекции? Защитни механизми срещу патогени Какви механизми предотвратяват проникването на микроби

Имунитет.Човек постоянно се среща с множество патогени - бактерии, вируси. Те са навсякъде: във вода, почва, въздух, по листата на растенията, животински косми. С прах, капчици влага при дишане, с храна, вода те лесно могат да навлязат в тялото ни. Но не е задължително човекът да се разболее. Защо?

В нашето тяло има специални механизми, които предотвратяват проникването на микроби в него и развитието на инфекция. И така, лигавиците действат като бариера, през която не всички микроби могат да проникнат. Микроорганизмите се разпознават и унищожават от лимфоцити, както и от левкоцити и макрофаги (клетки съединителната тъкан). Антителата играят важна роля в борбата с инфекциите. Това са специални протеинови съединения (имуноглобулини), които се образуват в тялото, когато в него попаднат чужди вещества. Антителата се секретират главно от лимфоцити. Антителата неутрализират, неутрализират отпадните продукти на болестотворните бактерии и вируси.

За разлика от фагоцитите, действието на антителата е специфично, т.е. те действат само върху онези чужди вещества, които са причинили тяхното образуване.

Имунитетът е устойчивостта на организма към инфекциозни заболявания. Тя е няколко вида. Естественият имунитет се развива в резултат на прекарани заболявания или се предава по наследство от родители на деца (такъв имунитет се нарича вроден имунитет). Изкуственият (придобит) имунитет възниква в резултат на въвеждането на готови антитела в тялото. Това се случва, когато болен човек се инжектира с кръвен серум на хора, които са били болни или животни. Можете да получите изкуствен имунитет и въвеждането на ваксини - култури от отслабени микроби. В този случай тялото активно участва в производството на собствени антитела. Такъв имунитет остава в продължение на много години.

Английският селски лекар Е. Дженър (1749-1823) обърна внимание на опасна болест- едра шарка, чиито епидемии в онези дни опустошиха цели градове. Той забеляза, че доячките боледуват от едра шарка много по-рядко, а ако се разболеят, тогава в лека форма. Той реши да разбере защо се случва това. Оказа се, че много доячки се заразяват и боледуват от кравешка шарка по време на работа, която хората понасят лесно. И Дженър се реши на смел експеримент: той втри течност от абсцес на вимето на крава в раната на осемгодишно момче, тоест направи първата ваксинация в света - вкара му кравешка шарка. Месец и половина по-късно той зарази детето с едра шарка и момчето не се разболя: разви имунитет срещу едра шарка.

Постепенно ваксинацията срещу едра шарка започна да се използва в повечето страни по света и ужасна болестбеше победен.

Кръвопреливане.Учението за кръвопреливането произхожда от трудовете на У. Харви, който открива законите на кръвообращението. Експериментите с кръвопреливане на животни започват още през 1638 г., а през 1667 г. е извършено първото успешно кръвопреливане на животно - агне - млад мъж, починал от многократно кръвопускане - модерен тогава метод на лечение. След четвъртото кръвопреливане обаче пациентът починал. Експериментите с кръвопреливане на хора са прекратени за почти век.

Неуспехите доведоха до идеята, че само човешка кръв може да бъде прелята на човек. За първи път кръвопреливане от човек на човек е извършено през 1819 г. от английския акушер J. Blundell. В Русия първото успешно кръвопреливане от човек на човек е направено от Г. Волф (1832 г.). Той спаси жена, която умираше след раждане от кървене от матката. Научно обоснованото кръвопреливане става възможно едва след създаването на учението за имунитета (И. И. Мечников, П. Ерлих) и откриването на кръвните групи от австрийския учен К. Ландщайнер, за което той получава Нобелова награда през 1930 г.

Човешки кръвни групи.Концепцията за кръвните групи се формира в началото на 19-20 век. През 1901г Австрийският изследовател К. Ландщайнер изследва проблема за съвместимостта на кръвта по време на трансфузия. Смесвайки еритроцити с кръвен серум в експеримента, той установи, че при някои комбинации от серум и еритроцити се наблюдава аглутинация (залепване) на еритроцити, докато други не. Процесът на аглутинация възниква в резултат на взаимодействието на определени протеини: антигени, присъстващи в еритроцитите - аглутиногени и антитела, съдържащи се в плазмата - аглутинини. При по-нататъшно изследване на кръвта се оказа, че основните аглутиногени на еритроцитите са два аглутиногена, които са наречени А и В, а в кръвната плазма - аглутинини a и p. В зависимост от комбинацията в кръвта на тези и другите се разграничават четири кръвни групи.

Както е установено от К. Ландщайнер и Я. Янски, в кръвните еритроцити на някои хора изобщо няма аглутиногени, но в плазмата има аглутинини а и р (I група), в кръвта на други само аглутиноген А и присъстват аглутинин р (група II), в други - само аглутиноген В и аглутинин а (група III), еритроцитите на четвъртата съдържат аглутиногени А и В, нямат аглутинини (група IV).

Ако по време на трансфузия кръвните групи на донора и пациента (реципиента) са избрани неправилно, тогава се създава заплаха за реципиента. Веднъж попаднали в тялото на пациента, червените кръвни клетки се слепват, което води до съсирване на кръвта, запушване на кръвоносните съдове и смърт.

Rh фактор. Rh фактор - специален протеин - аглутиноген, съдържащ се в кръвта на хората и маймуните - маймуни резус (откъдето идва и името), е открит през 1940 г. Оказа се, че 85% от хората имат този аглутиноген в кръвта си, те се наричат ​​Rh -положителни (Rh + ), а y 15% от хората нямат този протеин в кръвта си, те се наричат ​​Rh-отрицателни (Rh-). След преливане на Rh-положителна кръв на Rh-отрицателен човек, в кръвта на последния се произвеждат специфични антитела за чужд протеин. Ето защо повторно въвежданесъщият човек с Rh-положителна кръв може да причини аглутинация на еритроцитите и тежък шок.

Този вирус не се разпространява чрез кихане, кашляне и целувки, чрез вода, ръкостискане, споделяне на чиния и лъжица. Не са известни случаи на предаване на вируса от човек на човек чрез ухапване от комар или бълха. Смята се, че ХИВ инфекцията изисква контакт с кръв, сперма, гръбначно-мозъчна течностили кърмапациента, като този контакт трябва да се осъществи в тялото на заразения човек. ХИВ се предава главно чрез инжектиране с игла, в която заразеният ХИВ кръв, когато такава кръв се прелива от заразена майка на бебе чрез кръв или мляко, по време на всеки полов контакт. AT последен случайвероятността от инфекция естествено се увеличава в случаите, когато лигавицата или кожата на мястото на контакт са повредени.

Тествайте знанията си

1. Какво е значението на фагоцитозата?
2. Какви механизми предотвратяват проникването на микроби в тялото?
3. Какво представляват антителата?
4. Какво явление се нарича имунитет?
5. Какви са видовете имунитет?
6. Какво е вроден имунитет?
7. Какво е серум?
8. По какво се различава ваксината от серума?
9. Каква е заслугата на Е. Дженър?
10. Какви са кръвните групи?

Мисля

1. Защо е необходимо да се вземе предвид групата и Rh факторът на кръвта при кръвопреливане?
2. Кои кръвни групи са съвместими и кои не?

Външните мембрани на нашето тяло предотвратяват проникването на микроби в тялото. Микробите, които влизат в тялото, се унищожават от фагоцитите. Имунитетът е устойчивостта на организма към инфекциозни заболявания. Има естествен и изкуствен имунитет. Наличие или отсъствие в човешката кръв определени антигении антителата разграничават четири кръвни групи. В зависимост от наличието на антиген, наречен "Rh фактор" в червените кръвни клетки, хората се делят на Rh-положителни и Rh-отрицателни.

„Сърдечно-съдова система” – Стената на сърцето се състои от три слоя – епикард, миокард и ендокард. Павлов Никита се занимава с джудо, карате, плуване, хокей на маса. Харвардски степ тест. Продължителност възстановителен период(за секунди). Заключение. Притежава автоматичност. Разположен в гръден кошретростернално. Работата на сърцето се описва чрез механични явления (всмукване и изтласкване).

"Структурата на сърцето" - Определете дясната и лявата половина на сърцето. Структурата на сърцето на влечугите. Структурата на сърцето на бозайниците. белодробна артерия. Лява камера. Аристотел. Устройството на човешкото сърце. Какво е значението на течността, отделяна от образуванието, покриващо сърцето? Намерете клапите на клапите на снимките. Намерете съдовете, които се вливат в дясната и лявата половина на сърцето.

"Урок на органите на кръвообращението" - Запознаване с техниките за самонаблюдение на дейностите на сърдечно-съдовата система; Кръвоносни съдове. Кои твърдения са верни. Проучване на човешката кръвоносна система. Прекомерният психически стрес не засяга сърцето - съдова система. Урок по биология в 8 клас. сърце. капиляри.

„Кръвен урок” – 3. Тема на урока. Hb+O2. Неразтворимият фибринов тромб е около 400 хил. Механизмът за изпълнение на техните функции от еритроцитите. 1. Тромбоцити 2. Ca 2+ йони 3. кръвен серум 4. към четвъртия и към себе си 5. реципиент. 4. Обобщаване. План на урока. Фибрин. Човек, който получава кръвопреливане, се нарича ……….. Rh фактор.

"Човешка кръв" - III кръвна група. Има аглутиногени А и В, няма аглутинини. 1667 г. - на болен млад мъж е прелята агнешка кръв. Презентация за урок по биология на тема: "Имунитет" 8 клас. Специални механизми, които предотвратяват проникването на микроби. Произвеждат се специални антитела. Повторно кръвопреливане на Rh-положителна кръв.

"Кръвна група" - IV (AB) - най-младата. Те реагират на стреса с паника. Най-старата е I група (00). Умен, изобретателен, целеустремен, чувствителен и агресивен в същото време. I група. Кръвни групи в Русия. Кръвна карта. Задачи: Очевидно в резултат на сексуалната активност на номадите.

В темата има общо 16 презентации

В борбата с микроорганизмите участват следните защитни механизми: естествени бариери – лигавици на носа, гърлото, дихателните пътища, кожата; неспецифични механизми – привличане определени видовелевкоцити и повишаване на телесната температура (треска), както и специфични механизми, по-специално антитела.

Като правило, ако микробът проникне през естествените бариери, неспецифичните и специфични защитни механизми го унищожават, преди да започне да се размножава.

естествени бариери

Обикновено непокътнатата кожа предотвратява проникването на микроби в тялото и по-голямата част от тях преодоляват тази бариера само в резултат на нараняване или изгаряне, ухапване от насекоми и т.н. Вярно е, че има изключения: инфекция с човешки папиломен вирус, който причинява брадавици.

Други ефективни естествени бариери включват лигавиците, по-специално тези на дихателните пътища и червата. Обикновено лигавиците са покрити със слуз, което предотвратява проникването на микроби.

Например, лигавиците на очите се напояват със слъзна течност, съдържаща ензим, наречен лизозим. Той атакува бактериите, като помага за защита на очите от тях. Дихателните пътища ефективно почистват постъпващия в тях въздух. В криволичещите носни проходи, по стените им, покрити със слуз, се задържат много чужди вещества, които влизат с въздуха, включително микроби. Ако микроорганизмът достигне долните дихателни пътища (бронхите), координираното движение на реснички (като косми), покрити със слуз, го отстранява от белите дробове. Кашлицата също допринася за отстраняването на микроорганизмите.

Стомашно-чревният тракт има редица ефективни бариери: стомашната киселина, панкреатичните ензими, жлъчката и чревните секрети имат антибактериална активност. Контракциите на червата (перисталтиката) и нормалното отделяне на клетките, покриващи червата, помагат за отстраняването на вредните микроорганизми.

Що се отнася до органите на отделителната система, при мъжете те са защитени от бактерии поради голямата си дължина. пикочен канал(приблизително 25 см). Изключение е, когато бактериите се въвеждат там с хирургически инструменти. Вагината на жената е защитена от киселинната си среда. Ефектът на зачервяване по време на изпразването на пикочния мехур е друг защитен механизъм и при двата пола.

Хората с нарушени защитни механизми са по-податливи на някои инфекциозни заболявания /вж. стр. Например, с ниска киселинност стомашен сокповишена чувствителност към туберкулоза и салмонелоза. За поддържане на защитните механизми на организма е важен балансът на различни видове микроорганизми от опортюнистичната чревна флора. Понякога под въздействието на антибиотик, който се приема за лечение на инфекция, която не е свързана с червата, се нарушава балансът на опортюнистичната флора, в резултат на което броят на патогените се увеличава.

Неспецифични защитни механизми

Всяко увреждане, включително инвазията на патогени, е придружено от възпаление. Той мобилизира някои от защитните сили на тялото към мястото на нараняване или инфекция. С развитието на възпаление кръвоснабдяването се увеличава и белите кръвни клетки могат по-лесно да преминат от кръвоносните съдове към възпалената област.

Увеличава се и броят на левкоцитите в кръвта; костният мозък освобождава повече клетки от депото и интензивно синтезира нови. Неутрофилите, които се появяват на мястото на възпалението, започват да улавят микроорганизми и се опитват да ги задържат в ограничено пространство / cm. стр. 665/. Ако това не успее, моноцитите, които имат още по-голяма способност да улавят микроорганизми, се втурват към мястото на увреждането във все по-голям брой. Въпреки това, тези неспецифични защитни механизми може да не са достатъчни, когато в големи количествамикроби или поради влиянието на други фактори, като замърсяване на въздуха (вкл тютюнев дим), които намаляват силата на защитните механизми на организма.

Повишаване на телесната температура

Повишаването на телесната температура (треска) до повече от 37 ° C всъщност е защитна реакция на тялото към въвеждането на патогени или други увреждания. Такава реакция засилва защитните механизми на тялото, причинявайки относително малък дискомфорт на човек.

Обикновено телесната температура варира през целия ден. Най-ниските му показатели (ниво) се отбелязват в 6 часа, а най-високите - в 16-18 часа. Макар че нормална температурателата обикновено приемат 36,6 ° C, Горна границанормата в 6 часа е 36,0 ° C, а в 16 часа - 36,9 ° C.

Частта от мозъка, наречена хипоталамус, регулира телесната температура и следователно повишаването на температурата е следствие от регулиращото влияние на хипоталамуса. Телесната температура се повишава до нова високо нивочрез преразпределение на кръвта от повърхността на кожата към вътрешни органикоето води до намалени топлинни загуби. Може да се появи треперене, което показва увеличаване на производството на топлина в резултат на мускулни контракции. Промените в тялото за запазване и производство на повече топлина продължават, докато кръвта достигне новата по-висока температура в хипоталамуса. След това тази температура се поддържа по обичайния начин. По-късно, когато се върне нормално нивоТялото елиминира излишната топлина чрез изпотяване и преразпределение на кръвта към кожата. С понижаване на телесната температура може да се развие втрисане.

Телесната температура може да се повишава всеки ден и да се нормализира. В други случаи повишаването на температурата може да бъде рецидивиращо, т.е. променя се, но не се връща към нормалното.

При тежки инфекциозни заболявания в някои случаи, като алкохолици, възрастни хора и малки деца, телесната температура може да намалее.

Веществата, които предизвикват повишаване на телесната температура, се наричат ​​пирогени. Те могат да се образуват вътре в тялото или да идват отвън. Пирогените, образувани извън тялото, включват микроорганизми и веществата, които произвеждат, като токсини.

Всъщност пирогените, които влизат в тялото отвън, предизвикват повишаване на телесната температура, стимулирайки образуването на собствени пирогени в тялото. Пирогените в тялото обикновено се произвеждат от моноцити. Но инфекциозното заболяване не е единствената причина за повишаване на телесната температура; температурата може да се повиши поради възпаление, злокачествено заболяване или алергична реакция.

Причини за повишаване на телесната температура

Обикновено повишаването на телесната температура има очевидна причина. Може да е например грип или пневмония. Но понякога причината е трудно да се открие, например, когато мембраната е заразена сърдечна клапа(септичен ендокардит). Когато човек има треска от най-малко 38,0°C и щателният преглед не разкрива причината, лекарят може да обозначи състоянието като треска с неизвестен произход.

Такива случаи включват всяко заболяване, придружено от повишаване на телесната температура, но най-честите причини при възрастни са инфекциозни заболявания, състояния, свързани с образуването на антитела срещу собствените тъкани на тялото ( автоимунни заболявания), и злокачествени тумори(особено левкемии и лимфоми).

За да определи причината за повишаване на телесната температура, лекарят разпитва пациента за съществуващи и предишни симптоми и заболявания, за взети лекарства, за възможни контакти с инфекциозни пациенти, за скорошно пътуване и т.н., тъй като естеството на повишаването на температура обикновено не помага при диагностицирането. Все пак има някои изключения. Например маларията обикновено има треска, която се появява през ден или всеки трети ден.

Информацията за скорошно пътуване, особено в чужбина, или контакт с определени материали или животни може да даде указания за диагнозата. Човек, който е консумирал замърсена вода (или лед, направен от замърсена вода), може да се разболее Коремен тиф. Работник в месокомбинат може да се зарази с бруцелоза.

След изясняване на такива въпроси лекарят провежда пълен прегледза откриване на източника на инфекцията и други признаци на заболяване. В зависимост от степента на температурата и състоянието на пациента изследването може да се извърши амбулаторно или в болница. Кръвен тест може да открие антитела срещу микроорганизми. Можете също така да правите кръвни култури върху различни хранителни среди; определяне на броя на левкоцитите в кръвен тест. Повишеното съдържание на определени антитела помага да се идентифицира "виновният" микроорганизъм. Увеличаването на белите кръвни клетки обикновено показва инфекция.

Ултразвуково изследване (ултразвук), компютърна томография(CT) и ядрено-магнитен резонанс (MRI) също помагат при диагностицирането. Сканирането с радиоактивно белязани левкоцити може да се използва за идентифициране на фокуса на възпалението. Тъй като левкоцитите навлизат в области на натрупване инфекциозни агенти, а инжектираните левкоцити имат радиоактивен маркер, сканирането помага да се открие заразената област. Ако резултатите от сканирането са отрицателни, лекарят може да вземе биопсия на чернодробна тъкан, костен мозъкили друг „заподозрян“ орган, последвано от изследване под микроскоп.

Дали да се намали повишената телесна температура

Положителният ефект от повишаването на телесната температура вече беше споменат. Въпреки това, въпросът за необходимостта от намаляването му предизвиква някои противоречия. Така че при дете, което преди това е имало пристъп на гърчове поради повишаване на телесната температура (фебрилни гърчове), трябва да се намали.

Възрастен със сърдечно или белодробно заболяване изисква същия подход, т.к топлинаПотребността на тялото от кислород се увеличава със 7% за всеки градус над 36,6 ° C. Повишаването на телесната температура може също да причини мозъчна дисфункция. Лекарствата, които могат да понижат телесната температура, се наричат ​​антипиретици. Най-широко използваните и ефективни антипиретици са парацетамолът и нестероидните противовъзпалителни средства като аспирин. Въпреки това, аспиринът не трябва да се използва при деца и юноши за понижаване на телесната температура, тъй като увеличава риска от развитие на синдром на Reye, който може да бъде фатален.

Специфични защитни механизми

Инфекцията отприщва цялата власт имунна система. Имунната система произвежда вещества, които атакуват специфично патогените. Например, антителата се прикрепят към микроорганизъм и помагат за обездвижването му. Антителата могат директно да унищожат микроорганизмите или да улеснят "работата" на левкоцитите, за да ги разпознаят и унищожат. Имунната система може също така да изпраща клетки, наречени Т-клетки убийци (вид бели кръвни клетки), които атакуват конкретно патогена. Естествените защитни механизми на тялото се подпомагат от антиинфекциозни лекарства, като антибиотици, противогъбични средства или антивирусни средства. Въпреки това, ако функциите на имунната система на човек са значително нарушени, тези лекарства често са неефективни.

Микроорганизмите предизвикват развитие заразна болести увреждане на тъканите по три начина:

При контакт или проникване в клетките на гостоприемника, причинявайки тяхната смърт;

Чрез освобождаване на ендо- и екзотоксини, които убиват клетките от разстояние, както и ензими, които причиняват разрушаване на тъканни компоненти или увреждане на кръвоносните съдове;

Провокиране на развитието на реакции на свръхчувствителност, които водят до увреждане на тъканите.

Първият начин е свързан предимно с излагане на вируси.

Увреждане на вирусни клеткигостоприемникът възниква в резултат на проникването и репликацията на вируса в тях. Вирусите имат протеини на повърхността си, които се свързват със специфични протеинови рецептори на клетките гостоприемници, много от които изпълняват важни функции. Например вирусът на СПИН свързва протеин, участващ в представянето на антиген от хелперни лимфоцити (CD4), вирусът на Epstein-Barr свързва рецептора на комплемента върху макрофагите (CD2), вирусът на бяс свързва ацетилхолиновите рецептори върху невроните, а риновирусите свързват ICAM- 1 адхезивен протеин върху лигавичните клетки.черупки.

Една от причините за тропизма на вирусите е наличието или отсъствието на рецептори върху клетките гостоприемници, които позволяват на вируса да ги атакува. Друга причина за тропизма на вирусите е способността им да се репликират в определени клетки. Вирионът или неговата част, съдържаща генома и специални полимерази, прониква в цитоплазмата на клетките по един от трите начина:

1) чрез транслокация на целия вирус през плазмената мембрана;

2) чрез сливане на вирусната обвивка с клетъчната мембрана;

3) с помощта на рецепторно-медиирана ендоцитоза на вируса и последващото му сливане с ендозомни мембрани.

В клетката вирусът губи своята обвивка, отделяйки генома от другите структурни компоненти. След това вирусите се репликират с помощта на ензими, които са различни за всяко от вирусните семейства. Вирусите също използват ензими на клетката гостоприемник, за да се репликират. Новосинтезираните вируси се събират като вириони в ядрото или цитоплазмата и след това се освобождават навън.

Вирусна инфекция може да бъде абортивен(с непълен цикъл на вирусна репликация), латентен(вирусът е вътре в клетката гостоприемник, например hegres zoster) и упорит(вирионите се синтезират непрекъснато или без нарушаване на клетъчните функции, като хепатит В).

Има 8 механизма за унищожаване на клетките на макроорганизма от вируси:

1) вирусите могат да причинят инхибиране на синтеза на ДНК, РНК или протеин от клетките;

2) вирусният протеин може да бъде въведен директно в клетъчната мембранаводещи до увреждане;

3) в процеса на репликация на вируса е възможен клетъчен лизис;

4) при бавни вирусни инфекции заболяването се развива след дълъг латентен период;

5) клетките-гостоприемници, съдържащи на повърхността си вирусни протеини, могат да бъдат разпознати от имунната система и унищожени с помощта на лимфоцити;

6) клетките-гостоприемници могат да бъдат увредени в резултат на вторична инфекция, която се развива след вирусна;

7) унищожаването на клетки от един тип от вирус може да доведе до смъртта на клетките, свързани с него;

8) вирусите могат да причинят клетъчна трансформация, водеща до туморен растеж.

Вторият начин на увреждане на тъканите при инфекциозни заболявания е свързан главно с бактерии.

Увреждане на бактериални клеткизависят от способността на бактериите да се придържат или да навлизат в клетката гостоприемник или да отделят токсини. Адхезията на бактериите към клетките гостоприемници се дължи на наличието на тяхната повърхност на хидрофобни киселини, способни да се свързват с повърхността на всички еукариотни клетки.

За разлика от вирусите, които могат да нахлуят във всяка клетка, факултативните вътреклетъчни бактерии заразяват главно епителните клетки и макрофагите. Много бактерии атакуват интегрини на клетката гостоприемник - протеини плазмената мембранакоито свързват протеини на комплемента или извънклетъчния матрикс. Някои бактерии не могат директно да проникнат в клетките гостоприемници, но навлизат в епителните клетки и макрофагите чрез ендоцитоза. Много бактерии могат да се размножават в макрофагите.

Бактериалният ендотоксин е липополизахарид, който е структурен компонент на външната обвивка на грам-отрицателните бактерии. Биологичната активност на липополизахарида, проявена чрез способността да предизвиква треска, да активира макрофагите и да индуцира В-клетъчна митогенност, се дължи на наличието на липид А и захари. Те също са свързани с освобождаването на цитокини, включително фактор на туморна некроза и интерлевкин-1, от клетките гостоприемници.

Бактериите отделят различни ензими (левкоцидини, хемолизини, хиалуронидази, коагулази, фибринолизини). Ролята на бактериалните екзотоксини в развитието на инфекциозни заболявания е добре установена. Известни са и молекулярните механизми на тяхното действие, насочени към разрушаване на клетките на организма гостоприемник.

Третият начин за увреждане на тъканите по време на инфекции - развитието на имунопатологични реакции - е характерен както за вирусите, така и за бактериите.

Микроорганизмите могат да избягат имунни механизмизащитагостоприемник поради недостъпност за имунния отговор; резистентност и свързани с комплемента лизис и фагоцитоза; променливост или загуба на антигенни свойства; развитие на специфична или неспецифична имуносупресия.

нормална дейност човешкото тяловключва поддържане на условията на вътрешната среда, които са значително различни от условията на външната среда. Зоната на контакт между тези две среди е от първостепенно значение за целостта на целия организъм, поради което структурата и функцията на повърхностните тъкани е до голяма степен подчинена на образуването на бариера между клетките на организма и външната среда. Отвън тялото е покрито с кожа, а лигавиците, които покриват различни тръбни и кухи органи, изпълняват функцията на бариера вътре в тялото. Най-важни са органите на стомашно-чревния, дихателния и урогениталния тракт. По-малко значими са лигавиците на други органи, като конюнктивата.

Въпреки разнообразието от функции на различни лигавици, те имат Общи чертисгради. Външният им слой е изграден от епитела, а подлежащият слой съединителна тъкан е обилно кръвоснабден с кръвоносни и лимфни съдове. Дори може да бъде по-ниско тънък слойгладка мускулна тъкан. Кожата и лигавиците образуват физическа и екологична бариера, която предотвратява проникването на патологични агенти в тялото. Техните защитни механизми обаче са коренно различни.

Външният слой на кожата е представен от силен стратифициран кератинизиран епител, епидермис. На повърхността на кожата, като правило, има малко влага, а секретите на жлезите на кожата предотвратяват размножаването на микроорганизми. Епидермисът е непроницаем за влага, противодейства на увреждащото действие на механичните фактори и предотвратява проникването на бактерии в тялото. Задачата за поддържане на защитните свойства на лигавиците е много по-трудна поради редица причини. Само лигавица устната кухина, хранопровода и ануса, където повърхността изпитва значителни физически упражнения, както и преддверието на носната кухина и конюнктивата, има няколко слоя епител и структурата му до известна степен наподобява тази на епидермиса на кожата. В останалите лигавици епителът е еднослоен, необходим им за изпълнение на специфични функции.

Друга особеност на лигавиците като защитна бариера е влажността на тяхната повърхност. Наличието на влага създава благоприятни условия за размножаване на микроорганизми и разпространение на токсини в тялото. Важен фактор е фактът, че общата повърхност на лигавиците на тялото е много по-голяма от повърхността на кожата. Само в един тънко червопоради множество пръстовидни израстъци на чревната стена, както и микровили на плазмената мембрана на епителните клетки, повърхността на лигавицата достига 300 m2, което е повече от сто пъти по-голямо от повърхността на ​кожата.

Микроорганизмите обитават почти всички области на лигавиците, въпреки че тяхното разпространение и изобилие са много разнородни и се определят от анатомични и физиологични особеностилигавици. Най-голямото видово разнообразие от микроорганизми е отбелязано в стомашно-чревния тракт (GIT), около 500 вида са открити тук. Броят на микробните клетки в червата може да достигне 1015, което е много повече от броя на собствените клетки на гостоприемника. Напротив, по лигавиците на пикочния мехур и бъбреците, както и на долните части на дихателните пътища микроорганизмите обикновено отсъстват.

В зависимост от условията, които могат да варират значително, определени микроорганизми доминират в различни лигавици. Например в устната кухина редица микроорганизми са специално адаптирани към анаеробните условия на венечните джобове, докато други имат способността да се задържат на повърхността на зъбите. Тук също се срещат гъбички и протозои.

Микроорганизмите, присъстващи в горните дихателни пътища, са подобни на тези в устната кухина. В носната кухина и фаринкса има резидентни популации от микроби. В хоаните също се откриват специални бактерии, като причинителят на менингит се открива тук при около 5% от здравите индивиди. Оралната област на фаринкса съдържа бактерии от много видове, но в количествено отношение стрептококите доминират тук.

Популацията от микроорганизми в стомашно-чревния тракт варира по състав и изобилие в зависимост от секцията на тракта. Киселинната среда на стомаха обаче ограничава растежа на бактериите дори и тук нормални условияможете да намерите лактобацили и стрептококи, които преминават през стомаха. В червата се откриват стрептококи, лактобацили и могат да присъстват и грам-отрицателни пръчици. Плътността и разнообразието на микрофлората се увеличава, докато се движите по стомашно-чревния тракт, достигайки максимум в дебелото черво. AT дебело червобактериите съставляват около 55% от твърдото съдържание. Тук постоянно присъстват бактерии от 40 вида, но могат да бъдат идентифицирани представители на поне 400 вида. Броят на анаеробните микроорганизми в дебелото черво надвишава аеробите 100-1000 пъти. Микробните клетки често се намират в дисталния урогенитален тракт. Микрофлората на уретрата наподобява микрофлората на кожата. Колонизацията на по-високите части на тракта се предотвратява чрез измиване на микроорганизми в урината. Пикочен мехури бъбреците обикновено са стерилни.

Съставът на микрофлората на влагалището здрава женавключва повече от 50 вида анаеробни и аеробни бактерии и може да варира в зависимост от хормоналния статус. Микробните клетки често се намират в дисталния урогенитален тракт. Микрофлората на уретрата наподобява тази на кожата. Колонизацията на по-високите части на тракта се предотвратява чрез измиване на микроорганизми в урината. Пикочният мехур и бъбреците обикновено са стерилни.

Нормалната микрофлора на лигавиците е в състояние на симбиоза с тялото и изпълнява редица важни функции. Образуването му е станало в продължение на милиони години и следователно еволюцията на лигавиците е по-правилно да се разглежда като съвместна еволюция на тяхната симбиоза с микроорганизми. Една от важните функции на микрофлората е трофичната. Например, анаеробната чревна микрофлора разгражда полизахаридите, които не се хидролизират от собствените храносмилателни ензими на тялото. По време на ферментацията на монозахариди с участието на захаролитични анаероби на стомашно-чревния тракт се образуват късоверижни мастни киселини, които до голяма степен запълват енергийните нужди на епителните клетки на дебелото черво и други клетки на тялото. Нарушаването на осигуряването на епителните клетки с тези киселини е една от връзките в патогенезата язвен колити функционални заболявания като синдром на раздразнените черва.

Важна роля на чревната микрофлора е детоксикацията на организма. Заедно с несмилаемите въглехидрати, микрофлората образува ентеросорбент с огромна адсорбционна способност, който натрупва повечето от токсините и ги извежда от тялото заедно с чревното съдържимо, предотвратявайки директния контакт на редица патогенни агенти с лигавицата. Част от токсините се оползотворяват от микрофлората за собствени нужди.

Трябва да споменем и образуването на активни метаболити от микрофлората, които могат да се използват от човешкото тяло - γ-аминомаслена киселина, путресцин и други съединения. Чревната микрофлора доставя на гостоприемника витамини от група В, витамин К и участва в метаболизма на желязото, цинка и кобалта. Например, източникът на 20% от незаменимата аминокиселина лизин, която влиза в човешкото тяло, е чревната микрофлора. Друга важна характеристика бактериална микрофлорае стимулиране на двигателната активност на червата, както и поддържане на водна и йонна хомеостаза на тялото.

полезни ефекти нормална микрофлоравключват предотвратяване на колонизация и инфекция чрез конкуренция с патогени за пространство и хранителни вещества. Нормалната резидентна микрофлора чрез нискомолекулни метаболити, както и специални антимикробни вещества, потиска жизнената активност на редица патогенни микроорганизми

Един от основните защитни механизмилигавицата е овлажняване на повърхността й със слуз, която се произвежда или от отделни клетки, или от специализирани многоклетъчни жлези. Slime играе важна роляза предотвратяване на проникването на патогени в тялото, образувайки вискозен слой, който свързва патогените. Активното движение на слуз по повърхността на лигавицата допринася за по-нататъшното отстраняване на микроорганизмите. Например, в дихателните пътища слузът се движи поради активността на ресничките на многослойния епител, а в червата - поради перисталтичната активност на последния. На някои места, в конюнктивата, устната и носната кухина, урогениталния тракт, микробите се отстраняват от повърхността на лигавиците чрез промиване с подходящи секрети. Лигавицата на носната кухина произвежда около половин литър течност през деня. Уретрата се промива с урина, а слузта, отделена от влагалището, помага за отстраняването на микроорганизмите.

Важен фактор за поддържане на баланса в екосистемата микрофлора-макроорганизъм е адхезията, чрез която тялото контролира броя на бактериите. Механизмите на адхезия са много разнообразни и включват както неспецифични, така и специфични взаимодействия с участието на специални молекули - адхезини. За да установят адхезивен контакт, бактериалната клетка и целевата клетка трябва да преодолеят електростатичното отблъскване, тъй като техните повърхностни молекули обикновено носят отрицателен заряд. Захаролитичните бактерии притежават необходимия ензимен апарат за разцепване на отрицателно заредени фрагменти. Възможни са и хидрофобни адхезивни контакти между бактерии и мукозни епителиоцити. Адхезията на микроорганизми към повърхността на мукозния епител може да се осъществи и с помощта на фимбрии, подредени нишковидни израстъци на повърхността на бактериалните клетки. Въпреки това, взаимодействията между адхезини и мукозни епителиоцитни рецептори, някои от които са специфични за вида, играят най-важната роля.

Въпреки защитната функция на епитела и бактерицидното действие на секретите, някои патогени все пак навлизат в тялото. На този етап защитата се осъществява благодарение на клетките на имунната система, които са богати на съединителнотъканния компонент на лигавицата. Има много фагоцити, мастоцити и лимфоцити, част от които са диспергирани в тъканния матрикс, а другата част образува агрегати, което е най-силно изразено в сливиците и апендикса. Агрегатите от лимфоцити са многобройни в илеумкъдето се наричат ​​петна на Пейер. Антигените от чревния лумен могат да навлязат в пластирите на Peyer чрез специализирани епителни М клетки. Тези клетки се намират директно над лимфните фоликули в чревната лигавица и дихателните пътища. Процесът на представяне на антиген, медииран от М клетки, става особено важен по време на кърмене, когато антиген-продуциращите клетки от пейеровите петна мигрират към млечната жлеза и секретират антитела в млякото, като по този начин осигуряват на новороденото пасивен имунитет срещу патогени, с които майката е била изложена .

Пейеровите петна на червата са доминирани от В-лимфоцити, отговорни за развитието хуморален имунитет, те съставляват до 70% от клетките тук. Повечето плазмени клетки в лигавицата произвеждат Ig A, докато клетките, които секретират Ig G и Ig M, са предимно локализирани в тъкани, които не съдържат лигавични повърхности. Ig A е основният клас антитела в респираторните секрети и чревния тракт. Молекулите IgA в секретите са димери, свързани в опашката с протеин, известен като J верига, и също така съдържат допълнителен полипептиден компонент, наречен секреторен. Ig A димерите придобиват секреторен компонент на повърхността на епителиоцитите. Той се синтезира от самите епителни клетки и първо се излага на тяхната базална повърхност, където служи като рецептор за свързване на Ig A от кръвта. Получените комплекси на Ig A със секреторния компонент се абсорбират чрез ендоцитоза, преминават през цитоплазмата на епителиоцита и се извеждат на повърхността на лигавицата. В допълнение към своята транспортна роля, секреторният компонент вероятно защитава Ig A молекулите от протеолиза от храносмилателни ензими.

Секреторният Ig A в слузта действа като първа линия имунна защиталигавици, неутрализиране на патогени. Проучванията показват, че наличието на секреторен Ig A корелира с устойчивостта към инфекция от различни бактериални, вирусни и гъбични патогени. Т-лимфоцитите са друг важен компонент на имунната защита на лигавицата. Т-клетките от една от популациите влизат в контакт с епителиоцитите и упражняват защитен ефект, като убиват заразените клетки и привличат други. имунни клеткиза борба с патогена. Интересното е, че източникът на тези лимфоцити при мишки са клетъчни клъстери директно под чревната епителна обвивка. Т-клетките могат да се движат в тъканите на лигавицата благодарение на специални рецептори на техните мембрани. Ако се развие имунен отговор в стомашно-чревната лигавица, Т клетките могат да мигрират към други лигавици, като белите дробове или носната кухина, осигурявайки системна защита.

Взаимодействието между отговора на лигавицата и имунния отговор на цялото тяло е важно. Доказано е, че системното стимулиране на имунната система (например чрез инжектиране или чрез Въздушни пътища) води до производството на антитела в тялото, но може да не предизвика мукозен отговор. От друга страна, стимулирането на мукозния имунен отговор може да доведе до мобилизиране на имунни клетки както в лигавицата, така и в цялото тяло.

Влизат нискомолекулни токсини вътрешна средаорганизъм само при нарушаване на нормалните съотношения на микрофлората и организма гостоприемник. Но тялото може да използва малки количества от някои токсини, за да активира подходящите защитни механизми. интегрален компонент външна мембранаграм-отрицателни бактерии, ендотоксин, влизащи в кръвообращението в значителни количества, причинява редица системни ефекти, които могат да доведат до тъканна некроза, интраваскуларна коагулация и тежка интоксикация. Обикновено по-голямата част от ендотоксина се елиминира от фагоцитите на черния дроб, но малка част от него все още прониква в системното кръвообращение. Разкрит е активиращият ефект на ендотоксина върху клетките на имунната система, например макрофагите в отговор на ендотоксин произвеждат цитокини - β- и γ-интерферони.

Нормалната микрофлора е слабо имуногенна за гостоприемника поради факта, че мукозните клетки се характеризират с ниска или поляризирана експресия на така наречените toll-like рецептори. Експресията на тези рецептори може да се регулира нагоре в отговор на възпалителни медиатори. Молекулярната еволюция на лигавичния епител се задвижва от селективен натиск, който е допринесъл за намаляване на реакцията на тялото към коменсалните бактерии, като същевременно се запазва способността да се реагира на патогенни микроорганизми. С други думи, връзката между нормалната микрофлора и лигавиците може да се обясни в резултат на конвергентната еволюция на рецепторите и повърхностните молекули на микроорганизмите и епителиоцитите. От друга страна, патогените често използват механизми за преодоляване на защитната бариера на лигавиците, обединени под името молекулярна мимикрия. Типичен пример за мимикрия може да бъде наличието върху външната мембрана на стрептококи от група А на така наречените М-протеини, които по своята структура наподобяват миозин. Очевидно е, че в хода на еволюцията тези микроорганизми са развили система, която им позволява да избягват насочени антимикробно действиезащитните сили на човешкото тяло. Може да се заключи, че защитните механизми на лигавицата включват много фактори и са продукт на съвместната дейност на макроорганизма и микрофлората. Тук действат както неспецифични защитни фактори (pH, редокс потенциал, вискозитет, нискомолекулни метаболити на микрофлората), така и специфични - секреторен Ig A, фагоцити и имунни клетки. Заедно се формира "колонизационна устойчивост" - способността на микрофлората и макроорганизма в сътрудничество да защитават екосистемата на лигавицата от патогенни микроорганизми.

Нарушаването на екологичния баланс в лигавицата, което може да възникне както в хода на заболяването, така и в резултат на алопатично лечение, води до нарушения в състава и числеността на микрофлората. Например, по време на лечение с антибиотици, броят на някои представители на нормалната анаеробна чревна микрофлора може да се увеличи драстично и те самите могат да причинят заболяване.

Промените в състава и изобилието на нормалната микрофлора могат да направят лигавицата по-уязвима към патогени. При експерименти с животни беше показано, че инхибирането на нормалната микрофлора на стомашно-чревния тракт под въздействието на стрептомицин улеснява заразяването на животни с резистентни на стрептомицин щамове на салмонела. Интересното е, че докато 106 микроорганизма са били необходими за инфекция при нормални животни, само десет патогена са били достатъчни при животни, които са били инжектирани със стрептомицин.

При избора на стратегия за лечение трябва да се вземе предвид фактът, че формирането на защитните механизми на лигавиците на човешкото тяло е станало в продължение на милиони години и тяхното нормално функциониране зависи от поддържането на деликатен баланс в екосистемата микрофлора-макроорганизъм. . Стимулирането на собствените защитни сили на организма, в съответствие с основните парадигми на биологичната медицина, ви позволява да постигнете терапевтични цели, без да разрушавате сложните и съвършени защитни механизми, създадени от самата природа.

А.Г. Никоненко, д-р; Изследователски институт по физиология на Академията на науките на Украйна на име А.А. Богомолец, Киев