Jak se tělo brání infekcím? Obranné mechanismy proti patogenům Jaké mechanismy brání pronikání mikrobů

Imunita.Člověk se neustále setkává s mnoha patogeny - bakteriemi, viry. Jsou všude: ve vodě, půdě, vzduchu, na listech rostlin, zvířecích chlupech. S prachem, kapkami vlhkosti při dýchání, s jídlem, vodou se snadno dostanou do našeho těla. Ale člověk nemusí nutně onemocnět. Proč?

V našem těle existují speciální mechanismy, které zabraňují pronikání mikrobů do něj a rozvoji infekce. Sliznice tedy fungují jako bariéra, přes kterou nejsou všechny mikroby schopny proniknout. Mikroorganismy jsou rozpoznávány a ničeny lymfocyty, stejně jako leukocyty a makrofágy (buňky pojivové tkáně). Protilátky hrají důležitou roli v boji proti infekcím. Jde o speciální proteinové sloučeniny (imunoglobuliny), které se tvoří v těle, když se do něj dostanou cizí látky. Protilátky jsou vylučovány hlavně lymfocyty. Protilátky neutralizují, neutralizují odpadní produkty patogenních bakterií a virů.

Na rozdíl od fagocytů je působení protilátek specifické, to znamená, že působí pouze na ty cizorodé látky, které způsobily jejich vznik.

Imunita je odolnost organismu vůči infekčním chorobám. Je několika typů. Přirozená imunita vzniká v důsledku prodělaných nemocí nebo se dědí z rodičů na děti (tato imunita se nazývá vrozená imunita). K umělé (získané) imunitě dochází v důsledku zavedení hotových protilátek do těla. K tomu dochází, když je nemocné osobě injikováno krevní sérum nemocných lidí nebo zvířat. Můžete získat umělou imunitu a zavedení vakcín - kultur oslabených mikrobů. V tomto případě se tělo aktivně podílí na tvorbě vlastních protilátek. Taková imunita zůstává po mnoho let.

Upozornil anglický venkovský lékař E. Jenner (1749-1823). nebezpečná nemoc- neštovice, jejichž epidemie v těch dobách devastovaly celá města. Všiml si, že dojičky dostávají neštovice mnohem méně často, a pokud onemocní, tak v mírná forma. Rozhodl se zjistit, proč se to děje. Ukázalo se, že mnohé dojičky se při práci nakazí a onemocní kravskými neštovicemi, které lidé snadno snášejí. A Jenner se rozhodl pro odvážný experiment: vetřel tekutinu z abscesu na kravském vemeně do rány osmiletého chlapce, tedy vyrobil první očkování na světě – vštípil mu kravské neštovice. O měsíc a půl později nakazil dítě neštovicemi a chlapec neonemocněl: vyvinul si imunitu proti neštovicím.

Postupně se ve většině zemí světa začalo používat očkování proti neštovicím a hrozná nemoc byl poražen.

Krevní transfúze. Nauka o krevní transfuzi pochází z děl W. Harveyho, který objevil zákony krevního oběhu. Pokusy s transfuzí zvířecí krve začaly již v roce 1638 a v roce 1667 byla provedena první úspěšná krevní transfuze zvířete - mladého jehně, které zemřelo na opakované pouštění krve - tehdy módní způsob léčby. Po čtvrté krevní transfuzi však pacient zemřel. Pokusy s transfuzí krve u lidí ustaly téměř na století.

Neúspěchy vedly k myšlence, že člověku lze transfuzí podat pouze lidskou krev. Poprvé byla transfuze krve z člověka na člověka provedena v roce 1819 anglickým porodníkem J. Blundellem. V Rusku první úspěšnou transfuzi krve z člověka na člověka provedl G. Wolf (1832). Zachránil ženu, která umírala po porodu děložní krvácení. Vědecky podložená krevní transfuze byla možná až po vytvoření doktríny imunity (I. I. Mečnikov, P. Ehrlich) a objevu krevních skupin rakouským vědcem K. Landsteinerem, za což byl v roce 1930 oceněn Nobelovou cenou.

Lidské krevní skupiny. Pojem krevní skupiny se zformoval na přelomu 19.-20. V roce 1901 Rakouský výzkumník K. Landsteiner zkoumal problém snášenlivosti krve během transfuze. Smícháním erytrocytů s krevním sérem v experimentu zjistil, že u některých kombinací séra a erytrocytů je pozorována aglutinace (slepení) erytrocytů, zatímco u jiných nikoli. Proces aglutinace nastává v důsledku interakce určitých proteinů: antigenů přítomných v erytrocytech - aglutinogenů a protilátek obsažených v plazmě - aglutininů. Při dalším studiu krve se ukázalo, že hlavními aglutinogeny erytrocytů byly dva aglutinogeny, které byly pojmenovány A a B, a v krevní plazmě - aglutininy a a p. V závislosti na kombinaci v krvi těchto a dalších se rozlišují čtyři krevní skupiny.

Jak zjistili K. Landsteiner a Ya. Jansky, v krevních erytrocytech některých lidí nejsou žádné aglutinogeny, ale v plazmě jsou aglutininy a a p (skupina I), v krvi jiných pouze aglutinogen A a aglutinin p (skupina II) jsou přítomny, ve třetí - pouze aglutinogen B a aglutinin a (skupina III), erytrocyty čtvrté obsahují aglutinogeny A a B, nemají aglutininy (skupina IV).

Pokud jsou při transfuzi špatně zvoleny krevní skupiny dárce a pacienta (příjemce), pak vzniká pro příjemce ohrožení. V těle pacienta se červené krvinky slepí, což vede ke srážení krve, ucpání cév a smrti.

Rh faktor. Rh faktor – speciální protein – aglutinogen obsažený v krvi lidí a opic – opice rhesus (odtud název), byl objeven v roce 1940. Ukázalo se, že 85 % lidí má tento aglutinogen v krvi, říká se jim Rh- pozitivní (Rh + ), a y 15 % lidí nemá tento protein v krvi, jsou nazýváni Rh-negativní (Rh-). Po transfuzi Rh-pozitivní krve Rh-negativní osobě se v krvi této osoby produkují specifické protilátky pro cizí protein. Tak znovuzavedení stejná osoba s Rh-pozitivní krví může způsobit aglutinaci erytrocytů a těžký šok.

Tento virus se nešíří kýcháním, kašláním a líbáním, vodou, třesením rukou, sdílením talíře a lžíce. Nejsou známy žádné případy přenosu viru z člověka na člověka kousnutím komárem nebo blechou. Předpokládá se, že infekce HIV vyžaduje kontakt s krví, spermatem, mozkomíšního moku nebo mateřské mléko pacienta a tento kontakt musí proběhnout v těle nakažené osoby. HIV se přenáší především injekcí jehlou, ve které je nakažený HIV krev, když je taková krev transfuzí z infikované matky do kojence prostřednictvím krve nebo mléka, během jakéhokoli sexuálního kontaktu. V poslední případ pravděpodobnost infekce se přirozeně zvyšuje v případech, kdy je poškozena sliznice nebo kůže v místě kontaktu.

Otestujte si své znalosti

1. Co znamená fagocytóza?
2. Jaké mechanismy brání pronikání mikrobů do těla?
3. Co jsou protilátky?
4. Jaký jev se nazývá imunita?
5. Jaké jsou typy imunity?
6. Co je vrozená imunita?
7. Co je to sérum?
8. Jak se liší vakcína od séra?
9. Jaká je zásluha E. Jennera?
10. Jaké jsou krevní skupiny?

Myslet si

1. Proč je nutné při transfuzi krve brát ohled na skupinu a Rh faktor krve?
2. Které krevní skupiny jsou kompatibilní a které ne?

Vnější membrány našeho těla brání pronikání mikrobů do těla. Mikroby, které se dostanou do těla, jsou zničeny fagocyty. Imunita je odolnost organismu vůči infekčním chorobám. Existuje přirozená a umělá imunita. Přítomnost nebo nepřítomnost v lidské krvi určité antigeny a protilátky rozlišují čtyři krevní skupiny. Podle přítomnosti antigenu zvaného „Rh faktor“ v červených krvinkách se lidé dělí na Rh-pozitivní a Rh-negativní.

"Kardiovaskulární systém" - Stěna srdce se skládá ze tří vrstev - epikardu, myokardu a endokardu. Pavlov Nikita se věnuje judu, karate, plavání, stolnímu hokeji. Harvardský krokový test. Doba trvání období zotavení(v sekundách). Závěr. Má automatiku. Nacházející se v hruď retrosternálně. Práce srdce je popsána mechanickými jevy (sání a vypuzování).

"Struktura srdce" - Určete pravou a levou polovinu srdce. Struktura srdce plazů. Struktura srdce savců. plicní tepna. Levá komora. Aristoteles. Struktura lidského srdce. Jaký význam má tekutina vylučovaná útvarem pokrývajícím srdce? Najděte klapky na obrázcích. Najděte cévy, které proudí do pravé a levé poloviny srdce.

"Lekce oběhových orgánů" - Seznámení s technikami sebepozorování činností kardiovaskulárního systému; Cévy. Které výroky jsou pravdivé. Studium lidského oběhového systému. Nadměrný duševní stres neovlivňuje srdce - cévní systém. Hodina biologie v 8. třídě. Srdce. kapiláry.

"Lekce krve" - ​​3. Téma lekce. Hb+O2. Nerozpustný fibrinový trombus je asi 400 tis.. Mechanismus výkonu jejich funkcí erytrocyty. 1. Destičky 2. Ionty Ca 2+ 3. krevní sérum 4. čtvrtému a sobě 5. příjemci. 4. Shrnutí. Plán lekce. Fibrin. Osoba, která dostává krevní transfuzi, se nazývá….. Rh faktor.

"Lidská krev" - III krevní skupina. Existují aglutinogeny A a B, žádné aglutininy. 1667 - nemocnému mladému muži byla podána transfuze jehněčí krve. Prezentace k hodině biologie na téma: "Imunita" 8. třída. Speciální mechanismy, které zabraňují pronikání mikrobů. Produkují se speciální protilátky. Opakovaná transfuze Rh-pozitivní krve.

"Krevní skupina" - IV (AB) - nejmladší. Na stres reagují panikou. Nejstarší je skupina I (00). Chytrý, vynalézavý, cílevědomý, citlivý a agresivní zároveň. I skupina. Krevní skupiny v Rusku. Krevní mapa. Úkoly: Zjevně v důsledku sexuální aktivity nomádů.

V tématu je celkem 16 prezentací

Na boji s mikroorganismy se podílejí tyto ochranné mechanismy: přirozené bariéry - sliznice nosu, krku, dýchacích cest, kůže; nespecifické mechanismy - přitažlivost určité typy leukocyty a zvýšení tělesné teploty (horečka), stejně jako specifické mechanismy, zejména protilátky.

Pokud mikrob pronikne přirozenými bariérami, nespecifické a specifické obranné mechanismy jej zpravidla zničí dříve, než se začne množit.

přírodní bariéry

Běžně neporušená kůže brání invazi mikrobů do těla a naprostá většina z nich tuto bariéru překoná pouze v důsledku poranění nebo popálenin, bodnutí hmyzem apod. Pravda, existují výjimky: infekce lidským papilomavirem způsobujícím bradavice.

Mezi další účinné přirozené bariéry patří sliznice, zejména dýchacích cest a střev. Normálně jsou sliznice pokryty hlenem, který brání pronikání mikrobů.

Například sliznice očí se proplachují slznou tekutinou obsahující enzym zvaný lysozym. Napadá bakterie a pomáhá před nimi chránit oči. Dýchací cesty účinně čistí vzduch, který do nich vstupuje. V sinusových nosních průchodech, na jejich stěnách, pokrytých hlenem, se zadržuje mnoho cizorodých látek, které se dostávají se vzduchem, včetně mikrobů. Pokud se mikroorganismus dostane do dolních cest dýchacích (průdušek), koordinovaný pohyb řasinek (jako jsou chlupy) pokrytých hlenem jej odstraní z plic. Kašel také přispívá k odstranění mikroorganismů.

Gastrointestinální trakt má řadu účinných bariér: žaludeční kyselina, pankreatické enzymy, žluč a střevní sekrece mají antibakteriální aktivitu. Kontrakce střev (peristaltika) a normální odlučování buněk lemujících střeva pomáhají odstraňovat škodlivé mikroorganismy.

Pokud jde o orgány močového systému, u mužů jsou díky velké délce chráněny před bakteriemi. močová trubice(cca 25 cm). Výjimkou je, když se tam bakterie zavedou pomocí chirurgických nástrojů. Pochva ženy je chráněna svým kyselým prostředím. Dalším obranným mechanismem u obou pohlaví je vyplachovací efekt při vyprazdňování močového měchýře.

Lidé s narušenými obrannými mechanismy jsou náchylnější k některým infekčním onemocněním /viz. p. Například s nízkou kyselostí žaludeční šťávy zvýšená náchylnost k tuberkulóze a salmonelóze. Pro udržení obranných mechanismů organismu je důležitá rovnováha různých druhů mikroorganismů oportunní střevní flóry. Někdy pod vlivem antibiotika, které se užívá k léčbě infekce, která není spojena se střevy, je narušena rovnováha oportunní flóry, v důsledku čehož se zvyšuje počet patogenů.

Nespecifické obranné mechanismy

Jakékoli poškození, včetně invaze patogenů, je doprovázeno zánětem. Mobilizuje část obranyschopnosti těla směrem k místu poranění nebo infekce. S rozvojem zánětu se zvyšuje prokrvení, bílé krvinky mohou snadněji přecházet z cév do zaníceného místa.

Zvyšuje se také počet leukocytů v krvi; kostní dřeň uvolňuje z depa více buněk a intenzivně syntetizuje nové. Neutrofily, které se objeví v místě zánětu, začnou zachytávat mikroorganismy a snaží se je udržet v omezeném prostoru / cm. str. 665/. Pokud se to nepodaří, monocyty, které mají ještě větší schopnost zachycovat mikroorganismy, spěchají na místo poškození ve stále větším počtu. Tyto nespecifické obranné mechanismy však nemusí být dostatečné, když ve velkém počtu mikrobů nebo vlivem jiných faktorů, jako je znečištění ovzduší (vč tabákový kouř), které snižují sílu obranných mechanismů těla.

Zvýšení tělesné teploty

Zvýšení tělesné teploty (horečka) na více než 37 °C je vlastně ochranná reakce organismu na vnesení patogenů nebo jiné poškození. Taková reakce posiluje obranné mechanismy těla a způsobuje u člověka jen relativně malé nepohodlí.

Normálně tělesná teplota během dne kolísá. Jeho nejnižší ukazatele (úroveň) jsou zaznamenány v 6 hodin a nejvyšší - v 16-18 hodin. Ačkoli normální teplota tělesa obvykle berou v úvahu 36,6 °C, horní hranice norma v 6 hodin je 36,0 ° C a v 16 hodin - 36,9 ° C.

Část mozku zvaná hypotalamus reguluje tělesnou teplotu, a proto je zvýšení teploty důsledkem regulačního vlivu hypotalamu. Tělesná teplota stoupá na novou vysoká úroveň redistribucí krve z povrchu kůže do vnitřní orgány což má za následek snížení tepelných ztrát. Může se objevit třes, což naznačuje zvýšení produkce tepla v důsledku svalových kontrakcí. Změny v těle, aby se šetřilo a produkovalo více tepla, pokračují, dokud krev nedosáhne nové vyšší teploty v hypotalamu. Tato teplota se pak udržuje obvyklým způsobem. Později, až se vrátí normální úroveň Tělo odvádí přebytečné teplo pocením a redistribucí krve do pokožky. S poklesem tělesné teploty se může vyvinout zimnice.

Tělesná teplota může každý den stoupat a vrátit se k normálu. V jiných případech může být zvýšení teploty recidivující, to znamená, že se změní, ale nevrátí se k normálu.

U závažných infekčních onemocnění v některých případech, jako jsou alkoholici, starší lidé a malé děti, může dojít ke snížení tělesné teploty.

Látky, které způsobují zvýšení tělesné teploty, se nazývají pyrogeny. Mohou se tvořit uvnitř těla nebo přicházet zvenčí. Pyrogeny vznikající mimo tělo zahrnují mikroorganismy a látky, které produkují, jako jsou toxiny.

Ve skutečnosti pyrogeny, které se dostanou do těla zvenčí, způsobují zvýšení tělesné teploty a stimulují tvorbu vlastních pyrogenů v těle. Pyrogeny uvnitř těla jsou obvykle produkovány monocyty. Infekční onemocnění však není jedinou příčinou zvýšení tělesné teploty; teplota může stoupnout v důsledku zánětu, malignity, popř alergická reakce.

Příčiny zvýšení tělesné teploty

Obvykle má zvýšení tělesné teploty zjevnou příčinu. Může to být například chřipka nebo zápal plic. Někdy je ale těžké najít příčinu, například když je membrána infikovaná srdeční chlopeň(septická endokarditida). Když má člověk horečku alespoň 38,0 °C a důkladné vyšetření neodhalí příčinu, může lékař stav označit jako horečku neznámého původu.

Mezi takové případy patří jakékoli onemocnění doprovázené zvýšením tělesné teploty, ale nejčastějšími příčinami u dospělých jsou infekční choroby stavy spojené s tvorbou protilátek proti tělu vlastním tkáním ( autoimunitní onemocnění), a zhoubné nádory(zejména leukémie a lymfomy).

K určení příčiny zvýšení tělesné teploty se lékař ptá pacienta na stávající a předchozí příznaky a nemoci, na užívané léky, na možné kontakty s infekčními pacienty, na nedávné cestování atd., protože povaha zvýšení teplota většinou v diagnostice nepomůže. Existují však určité výjimky. Například malárie má obvykle horečku, která se vyskytuje každý druhý den nebo každý třetí den.

Informace o nedávném cestování, zejména do zahraničí, nebo kontakt s určitými materiály nebo zvířaty mohou poskytnout vodítka k diagnóze. Člověk, který požil kontaminovanou vodu (nebo led vyrobený z kontaminované vody), může onemocnět břišní tyfus. Pracovník v balírně masa se může nakazit brucelózou.

Po objasnění takových otázek lékař vede úplné vyšetření najít zdroj infekce a další příznaky onemocnění. V závislosti na stupni horečky a stavu pacienta může být vyšetření provedeno ambulantně nebo v nemocnici. Krevní test dokáže detekovat protilátky proti mikroorganismům. Můžete také udělat hemokultury na různých živných médiích; určit počet leukocytů v krevním testu. Zvýšený obsah určitých protilátek pomáhá identifikovat „vinný“ mikroorganismus. Zvýšený počet bílých krvinek obvykle ukazuje na infekci.

Ultrazvukové vyšetření (ultrazvuk), CT vyšetření V diagnostice pomáhá také (CT) a magnetická rezonance (MRI). Skenování pomocí radioaktivně značených leukocytů lze použít k identifikaci ohniska zánětu. Když leukocyty vstupují do oblastí akumulace infekční agens a injikované leukocyty mají radioaktivní marker, sken pomáhá detekovat infikovanou oblast. Pokud jsou výsledky skenu negativní, může lékař odebrat biopsii jaterní tkáně, kostní dřeně nebo jiného „podezřelého“ orgánu s následným vyšetřením pod mikroskopem.

Zda snížit zvýšenou tělesnou teplotu

Pozitivní vliv zvýšení tělesné teploty již byl zmíněn. Určité kontroverze však vyvolává otázka nutnosti jeho snížení. Takže u dítěte, které dříve mělo záchvat křečí kvůli zvýšení tělesné teploty (febrilní křeče), by se měla snížit.

Dospělý s onemocněním srdce nebo plic vyžaduje stejný přístup, protože teplo Spotřeba kyslíku v těle se zvyšuje o 7 % na každý stupeň nad 36,6 ° C. Zvýšení tělesné teploty může také způsobit mozkovou dysfunkci. Léky, které mohou snížit tělesnou teplotu, se nazývají antipyretika. Nejpoužívanějšími a nejúčinnějšími antipyretiky jsou paracetamol a nesteroidní protizánětlivé léky, jako je aspirin. Aspirin by se však neměl používat u dětí a dospívajících ke snížení tělesné teploty, protože zvyšuje riziko rozvoje Reyeova syndromu, který může být smrtelný.

Specifické obranné mechanismy

Infekce uvolňuje veškerou moc imunitní systém. Imunitní systém produkuje látky, které specificky napadají patogeny. Protilátky se například naváží na mikroorganismus a pomáhají jej imobilizovat. Protilátky mohou přímo ničit mikroorganismy nebo usnadnit leukocytům "pracovat" na jejich rozpoznání a zničení. Imunitní systém může také vyslat buňky zvané zabijácké T buňky (typ bílých krvinek), které specificky napadají patogen. Přirozeným obranným mechanismům organismu napomáhají protiinfekční léky, jako jsou antibiotika, antimykotika, popř. antivirová činidla. Pokud jsou však funkce imunitního systému člověka výrazně narušeny, jsou tyto léky často neúčinné.

Mikroorganismy způsobují vývoj infekční nemoc a poškození tkáně třemi způsoby:

Při kontaktu nebo pronikání do hostitelských buněk způsobí jejich smrt;

Prostřednictvím uvolňování endo- a exotoxinů, které zabíjejí buňky na dálku, a také enzymů, které způsobují destrukci složek tkáně nebo poškozují krevní cévy;

Vyvolání rozvoje reakcí přecitlivělosti, které vedou k poškození tkáně.

První způsob je spojen především s vystavením virům.

Poškození virových buněk hostitel vzniká v důsledku průniku a replikace viru v nich. Viry mají na svém povrchu proteiny, které se vážou na specifické proteinové receptory na hostitelských buňkách, z nichž mnohé plní důležité funkce. Například virus AIDS váže protein účastnící se prezentace antigenu pomocnými lymfocyty (CD4), virus Epstein-Barrové váže receptor komplementu na makrofázích (CD2), virus vztekliny váže acetylcholinové receptory na neuronech a rinoviry váží ICAM- 1 adhezní protein na buňkách sliznice.skořápky.

Jedním z důvodů tropismu virů je přítomnost nebo nepřítomnost receptorů na hostitelských buňkách, které umožňují viru na ně zaútočit. Dalším důvodem tropismu virů je jejich schopnost replikovat se v určitých buňkách. Virion nebo jeho část obsahující genom a speciální polymerázy proniká do cytoplazmy buněk jedním ze tří způsobů:

1) translokací celého viru přes plazmatickou membránu;

2) fúzí virového obalu s buněčnou membránou;

3) pomocí receptorem zprostředkované endocytózy viru a jeho následné fúze s endozomovými membránami.

V buňce virus ztratí svůj obal a oddělí genom od ostatních strukturních složek. Viry se pak replikují pomocí enzymů, které se liší pro každou z rodin virů. Viry také využívají k replikaci enzymy hostitelské buňky. Nově syntetizované viry jsou sestaveny jako viriony v jádře nebo cytoplazmě a poté uvolněny ven.

Může se jednat o virovou infekci neúspěšný(s neúplným cyklem replikace viru), latentní(virus je uvnitř hostitelské buňky, například hegres zoster) a vytrvalý(viriony jsou syntetizovány nepřetržitě nebo bez narušení buněčných funkcí, jako je hepatitida B).

Existuje 8 mechanismů ničení buněk makroorganismů viry:

1) viry mohou způsobit inhibici syntézy DNA, RNA nebo proteinů buňkami;

2) virový protein může být zaveden přímo do buněčná membrána vedoucí k poškození;

3) v procesu replikace viru je možná buněčná lýza;

4) s pomalými virovými infekcemi se onemocnění rozvíjí po dlouhém latentním období;

5) hostitelské buňky obsahující virové proteiny na svém povrchu mohou být rozpoznány imunitním systémem a zničeny pomocí lymfocytů;

6) hostitelské buňky mohou být poškozeny v důsledku sekundární infekce, která se rozvine po virové;

7) zničení buněk jednoho typu virem může vést ke smrti buněk s ním spojených;

8) viry mohou způsobit buněčnou transformaci vedoucí k růstu nádoru.

Druhý způsob poškození tkání u infekčních onemocnění je spojen především s bakteriemi.

Poškození bakteriálních buněk závisí na schopnosti bakterií přilnout nebo vstoupit do hostitelské buňky nebo uvolňovat toxiny. Adheze bakterií k hostitelským buňkám je způsobena přítomností hydrofobních kyselin schopných vázat se na povrch všech eukaryotických buněk na jejich povrchu.

Na rozdíl od virů, které mohou napadnout jakoukoli buňku, fakultativní intracelulární bakterie infikují hlavně epiteliální buňky a makrofágy. Mnoho bakterií napadá integriny hostitelské buňky – proteiny plazmatická membrána které vážou komplement nebo proteiny extracelulární matrix. Některé bakterie nemohou přímo pronikat do hostitelských buněk, ale endocytózou vstupují do epiteliálních buněk a makrofágů. Mnoho bakterií je schopno se množit v makrofázích.

Bakteriální endotoxin je lipopolysacharid, který je strukturální složkou vnějšího obalu gramnegativních bakterií. Biologická aktivita lipopolysacharidu, projevující se schopností vyvolat horečku, aktivovat makrofágy a indukovat mitogenicitu B-buněk, je způsobena přítomností lipidu A a cukrů. Jsou také spojeny s uvolňováním cytokinů, včetně tumor nekrotizujícího faktoru a interleukinu-1, hostitelskými buňkami.

Bakterie vylučují různé enzymy (leukocidiny, hemolyziny, hyaluronidázy, koagulázy, fibrinolysiny). Role bakteriálních exotoxinů v rozvoji infekčních onemocnění je dobře známá. Známé jsou i molekulární mechanismy jejich působení, zaměřené na ničení buněk hostitelského organismu.

Třetí způsob poškození tkáně při infekcích - rozvoj imunopatologických reakcí - je charakteristický pro viry i bakterie.

Mikroorganismy mohou uniknout imunitních mechanismů ochrana hostitele kvůli nepřístupnosti imunitní odpovědi; rezistence a lýza a fagocytóza související s komplementem; variabilita nebo ztráta antigenních vlastností; rozvoj specifické nebo nespecifické imunosuprese.

běžná činnost Lidské tělo jde o udržování podmínek vnitřního prostředí, které se výrazně liší od podmínek vnějšího prostředí. Oblast kontaktu mezi těmito dvěma médii má prvořadý význam pro integritu celého organismu, proto je struktura a funkce povrchových tkání do značné míry podřízena vytvoření bariéry mezi buňkami organismu a vnějším prostředím. Venku je tělo pokryto kůží a sliznice, které vystýlají různé trubicovité a duté orgány, plní uvnitř těla funkci bariéry. Nejdůležitější jsou orgány gastrointestinálního, dýchacího a urogenitálního traktu. Méně významné jsou sliznice jiných orgánů, např. spojivky.

Navzdory rozmanitosti funkcí různých sliznic mají společné rysy budov. Jejich vnější vrstva je tvořena epitelem a spodní vrstva pojivové tkáně je hojně zásobena krevními a lymfatickými cévami. Ještě nižší může být tenká vrstva hladké svalové tkáně. Kůže a sliznice tvoří fyzickou a environmentální bariéru, která brání pronikání patologických agens do těla. Jejich obranné mechanismy jsou však zásadně odlišné.

Vnější vrstva kůže je reprezentována silným vrstveným keratinizovaným epitelem, epidermis. Na povrchu kůže je zpravidla malá vlhkost a tajemství kožních žláz brání reprodukci mikroorganismů. Pokožka je nepropustná pro vlhkost, působí proti škodlivým účinkům mechanických faktorů a zabraňuje pronikání bakterií do těla. Úkol zachování ochranných vlastností sliznic je z řady důvodů mnohem obtížnější. Pouze hlenovitý ústní dutina jícen a řitní otvor, kde se povrch výrazně projevuje tělesné cvičení stejně jako předsíň nosní dutiny a spojivka mají několik vrstev epitelu a svou strukturou se do jisté míry podobají epidermis kůže. Ve zbytku sliznic je epitel jednovrstvý, což je pro ně nezbytné k plnění specifických funkcí.

Dalším specifikem sliznic jako ochranné bariéry je vlhkost jejich povrchu. Přítomnost vlhkosti vytváří podmínky příznivé pro reprodukci mikroorganismů a difúzi toxinů do těla. Důležitým faktorem je skutečnost, že celkový povrch sliznic těla je mnohem větší než povrch kůže. V jediném tenké střevo díky četným prstovitým výrůstkům střevní stěny, stejně jako mikroklkům plazmatické membrány epiteliocytů, dosahuje povrch sliznice 300 m2, což je více než stokrát větší než povrch kůže.

Mikroorganismy obývají téměř všechny oblasti sliznic, i když jejich distribuce a početnost jsou velmi heterogenní a jsou dány anatomickými a fyziologické vlastnosti sliznice. Největší druhová diverzita mikroorganismů byla zaznamenána v gastrointestinálním traktu (GIT), je zde detekováno asi 500 druhů. Počet mikrobiálních buněk ve střevě může dosáhnout 1015, což je mnohem více než počet vlastních buněk hostitele. Naopak na sliznicích močového měchýře a ledvin, stejně jako dolních částech dýchacích cest, mikroorganismy běžně chybí.

V závislosti na podmínkách, které se mohou značně lišit, dominují v různých sliznicích určité mikroorganismy. Například v dutině ústní je řada mikroorganismů speciálně přizpůsobena anaerobním podmínkám dásňových kapes, jiné mají schopnost zůstat na povrchu zubů. Vyskytují se zde také houby a prvoci.

Mikroorganismy přítomné v horních cestách dýchacích jsou podobné těm v dutině ústní. V nosní dutině a hltanu jsou rezidentní populace mikrobů. V choanaech se nacházejí i speciální bakterie a původce meningitidy je zde zjištěn asi u 5 % zdravých jedinců. Ústní oblast hltanu obsahuje bakterie mnoha druhů, ale z kvantitativního hlediska zde dominují streptokoky.

Populace mikroorganismů v gastrointestinálním traktu se liší složením a četností v závislosti na úseku traktu. Kyselé prostředí žaludku omezuje růst bakterií, ale i zde normální podmínky můžete najít laktobacily a streptokoky, které procházejí žaludkem. Ve střevě jsou detekovány streptokoky, laktobacily a mohou být přítomny i gramnegativní tyčinky. Hustota a rozmanitost mikroflóry se zvyšuje, jak se pohybujete po gastrointestinálním traktu, přičemž maxima dosahuje v tlustém střevě. V dvojtečka bakterie tvoří asi 55 % pevného obsahu. Neustále jsou zde přítomny bakterie 40 druhů, i když lze identifikovat zástupce nejméně 400 druhů. Počet anaerobních mikroorganismů v tlustém střevě převyšuje aerobní 100-1000krát. Mikrobiální buňky se často nacházejí v distálním urogenitálním traktu. Mikroflóra močové trubice se podobá mikroflóře kožní. Kolonizaci vyšších částí traktu se brání vymýváním mikroorganismů močí. Měchýř a ledviny jsou obvykle sterilní.

Složení mikroflóry pochvy zdravá žena zahrnuje více než 50 typů anaerobních a aerobních bakterií a může se lišit v závislosti na hormonálním stavu. Mikrobiální buňky se často nacházejí v distálním urogenitálním traktu. Mikroflóra močové trubice se podobá kožní. Kolonizaci vyšších částí traktu se brání vymýváním mikroorganismů močí. Močový měchýř a ledviny jsou obvykle sterilní.

Normální mikroflóra sliznic je ve stavu symbiózy s tělem a plní řadu důležitých funkcí. Jeho vznik probíhal miliony let, a proto je evoluce sliznic správněji považována za společnou evoluci jejich symbiózy s mikroorganismy. Jednou z důležitých funkcí mikroflóry je trofická. Například anaerobní střevní mikroflóra rozkládá polysacharidy, které nejsou hydrolyzovány tělu vlastními trávicími enzymy. Při fermentaci monosacharidů za účasti sacharolytických anaerobů trávicího traktu vznikají mastné kyseliny s krátkým řetězcem, které z velké části doplňují energetickou potřebu buněk epitelu tlustého střeva a dalších buněk těla. Porušení zásobování epiteliálních buněk těmito kyselinami je jedním z článků patogeneze ulcerózní kolitida a funkční onemocnění, jako je syndrom dráždivého tračníku.

Důležitou úlohou střevní mikroflóry je detoxikace organismu. Spolu s nestravitelnými sacharidy tvoří mikroflóra enterosorbent s obrovskou adsorpční kapacitou, který akumuluje většinu toxinů a odvádí je z těla spolu se střevním obsahem, čímž zabraňuje přímému kontaktu řady patogenních agens se sliznicí. Některé z toxinů využívá mikroflóra pro své vlastní potřeby.

Je třeba zmínit i tvorbu aktivních metabolitů mikroflórou využitelných lidským tělem – kyseliny γ-aminomáselné, putrescinu a dalších sloučenin. Střevní mikroflóra zásobuje hostitele vitamíny skupiny B, vitamín K, podílí se na metabolismu železa, zinku a kobaltu. Například zdrojem 20 % esenciální aminokyseliny lysinu, která se dostává do lidského těla, je střevní mikroflóra. Další důležitá vlastnost bakteriální mikroflóra je stimulace motorické činnosti střeva, jakož i udržování vodní a iontové homeostázy těla.

blahodárné účinky normální mikroflóru zahrnují prevenci kolonizace a infekce soutěží s patogeny o prostor a živiny. Normální rezidentní mikroflóra prostřednictvím metabolitů s nízkou molekulovou hmotností a speciálních antimikrobiálních látek potlačuje životně důležitou aktivitu řady patogenních mikroorganismů.

Jeden z hlavních obranné mechanismy sliznice je zvlhčení jejího povrchu hlenem, který produkují buď jednotlivé buňky, nebo specializované mnohobuněčné žlázy. Sliz hraje důležitá role při zabránění pronikání patogenů do těla, vytváření viskózní vrstvy, která váže patogeny. Aktivní pohyb hlenu po povrchu sliznice přispívá k dalšímu odstraňování mikroorganismů. Například v dýchacím traktu se hlen pohybuje v důsledku aktivity řasinek vícevrstvého epitelu a ve střevě - v důsledku peristaltické aktivity druhého. Na některých místech, ve spojivce, dutině ústní a nosní, urogenitálním traktu jsou mikroby odstraněny z povrchu sliznic proplachem příslušnými sekrety. Sliznice nosní dutiny vyprodukuje během dne asi půl litru tekutiny. Močová trubice se proplachuje močí a hlen vylučovaný z pochvy pomáhá odstraňovat mikroorganismy.

Důležitým faktorem pro udržení rovnováhy v ekosystému mikroflóra-makroorganismus je adheze, jejímž prostřednictvím tělo řídí počet bakterií. Mechanismy adheze jsou velmi rozmanité a zahrnují jak nespecifické, tak specifické interakce zahrnující speciální molekuly - adheziny. K vytvoření adhezivního kontaktu musí bakteriální buňka a cílová buňka překonat elektrostatické odpuzování, protože jejich povrchové molekuly normálně nesou záporný náboj. Sacharolytické bakterie mají nezbytný enzymatický aparát pro štěpení negativně nabitých fragmentů. Jsou také možné hydrofobní adhezivní kontakty mezi bakteriemi a slizničními epiteliocyty. Adhezi mikroorganismů na povrch slizničního epitelu lze provádět i pomocí fimbrie, uspořádaně uspořádaných nitkovitých výrůstků na povrchu bakteriálních buněk. Nejdůležitější roli však hrají interakce mezi adheziny a slizničními epiteliocytovými receptory, z nichž některé jsou druhově specifické.

Navzdory ochranné funkci epitelu a baktericidnímu působení sekretů se některé patogeny stále dostávají do těla. V této fázi je ochrana realizována díky buňkám imunitního systému, které jsou bohaté na pojivovou složku sliznice. Existuje mnoho fagocytů, žírných buněk a lymfocytů, z nichž některé jsou rozptýleny v tkáňové matrici a druhá část tvoří agregáty, což je nejvýraznější v mandlích a apendixu. Agregáty lymfocytů jsou četné v ileum kde se jim říká Peyerovy záplaty. Antigeny ze střevního lumen mohou vstupovat do Peyerových plátů prostřednictvím specializovaných epiteliálních M buněk. Tyto buňky se nacházejí přímo nad lymfatickými folikuly ve střevní sliznici a dýchacích cestách. Proces prezentace antigenu zprostředkovaný M buňkami se stává zvláště důležitým během laktace, kdy antigen produkující buňky z Peyerových plátů migrují do mléčné žlázy a vylučují protilátky do mléka, čímž poskytují novorozenci pasivní imunitu proti patogenům, se kterými se matka dostala. Kontakt.

Peyerovým plátům střeva dominují B-lymfocyty odpovědné za vývoj humorální imunita, tvoří zde až 70 % buněk. Většina plazmatických buněk ve sliznici produkuje Ig A, zatímco buňky, které vylučují Ig G a Ig M, jsou převážně lokalizovány ve tkáních, které neobsahují slizniční povrchy. Ig A je hlavní třídou protilátek v respiračních sekretech a střevní trakt. Molekuly IgA v sekretech jsou dimery spojené na konci proteinem známým jako J řetězec a také obsahují další polypeptidovou složku zvanou sekreční. Dimery Ig A získávají sekreční složku na povrchu epiteliocytů. Je syntetizován samotnými epiteliálními buňkami a je nejprve exponován na jejich bazálním povrchu, kde slouží jako receptor pro vazbu Ig A z krve. Vzniklé komplexy Ig A se sekreční složkou jsou absorbovány endocytózou, procházejí cytoplazmou epitelocytu a jsou vyneseny na povrch sliznice. Kromě transportní role sekreční složka možná chrání molekuly Ig A před proteolýzou trávicími enzymy.

Sekreční Ig A v hlenu působí jako první linie imunitní ochrana sliznice, neutralizující patogeny. Studie ukázaly, že přítomnost sekrečního Ig A koreluje s odolností vůči infekci různými bakteriálními, virovými a houbovými patogeny. Další důležitou složkou slizniční imunitní obrany jsou T-lymfocyty. T buňky z jedné z populací kontaktují epiteliocyty a projevují ochranný účinek tím, že zabíjejí infikované buňky a přitahují další. imunitní buňky bojovat s patogenem. Je zajímavé, že zdrojem těchto lymfocytů u myší jsou shluky buněk přímo pod výstelkou střevního epitelu. T buňky jsou schopny se pohybovat ve slizničních tkáních díky speciálním receptorům na jejich membránách. Pokud se v gastrointestinální sliznici vyvine imunitní odpověď, T buňky mohou migrovat do jiných sliznic, jako jsou plíce nebo nosní dutina, a zajistit tak systémovou obranu.

Důležitá je souhra mezi slizniční odpovědí a celotělovou imunitní odpovědí. Bylo prokázáno, že systémová stimulace imunitního systému (například injekčně nebo prostřednictvím Dýchací cesty) vede k tvorbě protilátek v těle, ale nemusí vyvolat slizniční odpověď. Na druhé straně stimulace slizniční imunitní odpovědi může vést k mobilizaci imunitních buněk jak ve sliznici, tak v celém těle.

Vstupují toxiny s nízkou molekulovou hmotností vnitřní prostředí organismu pouze v případě porušení normálních poměrů mikroflóry a hostitelského organismu. Tělo však dokáže využít malé množství některých toxinů k aktivaci příslušných obranných mechanismů. integrální součást vnější membrána gramnegativní bakterie, endotoxin, vstupující do krevního oběhu v významná množství, způsobuje řadu systémových účinků, které mohou vést k nekróze tkáně, intravaskulární koagulaci a těžké intoxikaci. Normálně je většina endotoxinu eliminována fagocyty jater, ale malá část stále proniká do systémového oběhu. Aktivační účinek endotoxinu na buňky imunitního systému byl odhalen, např. makrofágy v reakci na endotoxin produkují cytokiny - β- a γ-interferony.

Normální mikroflóra je pro hostitele slabě imunogenní vzhledem k tomu, že slizniční buňky se vyznačují nízkou nebo polarizovanou expresí tzv. toll-like receptorů. Exprese těchto receptorů může být upregulována v reakci na zánětlivé mediátory. Molekulární evoluce slizničního epitelu byla řízena selekčním tlakem, který přispěl ke snížení reakce organismu na komenzální bakterie při zachování schopnosti reagovat na patogenní mikroorganismy. Jinými slovy, vztah mezi normální mikroflórou a sliznicemi lze vysvětlit jako výsledek konvergentní evoluce receptorů a povrchových molekul mikroorganismů a epiteliocytů. Na druhou stranu patogeny často využívají mechanismy k překonání ochranné bariéry sliznic, kombinované pod názvem molekulární mimikry. Typickým příkladem mimikry může být přítomnost na vnější membráně streptokoků skupiny A tzv. M-proteinů, které svou strukturou připomínají myosin. Je zřejmé, že v průběhu evoluce si tyto mikroorganismy vyvinuly systém, který jim umožňuje vyhýbat se směrovanému antimikrobiální působení obranyschopnosti lidského těla. Lze usuzovat, že ochranné mechanismy sliznice zahrnují mnoho faktorů a jsou produktem společné činnosti makroorganismu a mikroflóry. Působí zde jak nespecifické ochranné faktory (pH, redox potenciál, viskozita, nízkomolekulární metabolity mikroflóry), tak specifické - sekreční Ig A, fagocyty a imunitní buňky. Společně se tvoří „kolonizační rezistence“ – schopnost mikroflóry a makroorganismu ve spolupráci chránit slizniční ekosystém před patogenními mikroorganismy.

Porušení ekologické rovnováhy ve sliznici, ke kterému může dojít jak v průběhu onemocnění, tak v důsledku alopatické léčby, vede k poruchám ve složení a počtu mikroflóry. Například při léčbě antibiotiky se může dramaticky zvýšit počet některých zástupců normální anaerobní střevní mikroflóry, kteří sami mohou způsobit onemocnění.

Změny ve složení a množství normální mikroflóry mohou způsobit, že sliznice je zranitelnější vůči patogenům. Při pokusech na zvířatech bylo prokázáno, že inhibice normální mikroflóry gastrointestinálního traktu pod vlivem streptomycinu usnadnila infikování zvířat kmeny salmonely rezistentními na streptomycin. Zajímavé je, že zatímco u normálních zvířat bylo k infekci zapotřebí 106 mikroorganismů, u zvířat, kterým byl injikován streptomycin, stačilo pouze deset patogenů.

Při volbě léčebné strategie je třeba vzít v úvahu skutečnost, že tvorba ochranných mechanismů sliznic lidského těla probíhala miliony let a jejich normální fungování závisí na udržení jemné rovnováhy v ekosystému mikroflóry a makroorganismů. . Stimulace vlastní obranyschopnosti těla, v souladu se základními paradigmaty biologické medicíny, umožňuje dosahovat terapeutických cílů, aniž by se zároveň ničily složité a dokonalé obranné mechanismy vytvořené samotnou přírodou.

A.G. Nikoněnko, PhD; Výzkumný ústav fyziologie Akademie věd Ukrajiny pojmenovaný po A.A. Bogomolets, Kyjev