§ 32. Общая неспецифическая защита организма

Понятие об иммунной защите организма. Живые организмы могут существовать только при условии постоянства их внутренней среды. В то же время вокруг существует множество «врагов», которые постоянно стремятся проникнуть внутрь организма и нарушить его целостность. В их числе — болезнетворные агенты (вирусы, бактерии, протисты, микроскопические грибы), а также более крупные паразиты (например, гельминты). Кроме того, организм должен защищаться от агрессивного проникновения во внутреннюю среду через барьерные ткани (кожу, слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, дыхательной и выделительной систем) различных чужеродных веществ из окружающей среды. Порой даже собственные клетки могут представлять угрозу для организма, например клетки, зараженные вирусами, а также злокачественные (раковые) и поврежденные клетки.

Существование и жизнедеятельность организма как целостной системы обеспечивает иммунитет. Как вы уже знаете из курса биологии 9-го класса, иммунитет — это способность организма противостоять вмешательству чужеродных веществ и инфекционных агентов (антигенов), а также сохранять постоянство внутренней среды и свою биологическую индивидуальность.

Понятие s.иммунитет:/ появилось в XIX в. благодаря трудам Луи Пастера и И. И. Мечникова. Они заложили основы иммунологии — науки о защитных реакциях организма, об иммунитете.

В 1880 г. французский ученый Л. Пастер провел опыты с возбудителем куриной холеры и убе-дшся в том, что прививка птицам ослабленных или убитых бактерий защищала их в дальнейшем от живого возбудителя. Л. Пастер предположил, что ослабленные возбудители болезни, введенные в организм, вызывают в нем развитие невосприимчивости к данному заболеванию. Именно это наблюдение дало название явлению иммунитета (от лат. иммунитас — невосприимчивость).

Огромный вклад в становление иммунологии внесли лауреаты Нобелевской премии (1908) И. И. Мечников, обосновавший значение фагоцитирующих клеток в защитных реакциях, и П. Эрлих, доказавший важнейшую роль антител в формировании иммунитета.

В процессе эволюции развилось множество механизмов, защищающих организмы от проникновения в их внутреннюю среду чужеродных агентов. Все эти механизмы можно разделить на две группы: неспецифический (врожденный) и специфический (приобретенный) иммунитет.

Не специфический иммунитет обеспечивается функционированием естественных механических барьеров, препятствующих проникновению антигенов в организм (кожи, слизистых оболочек), некоторых клеток (например, фагоцитов) и рядом физиологических факторов. К врожденному иммунитету относятся такие защитные реакции, как чиханье, кашель, рвота, понос, повышение температуры тела и др. Неспецифическую защиту организма обеспечивают и некоторые вещества, связывающие или повреждающие микроорганизмы (лизоцим, белки системы комплемента) или обеспечивающие противовирусную защиту (интерфероны).

Специфические механизмы иммунитета обеспечиваются иммунной системой, которая распознает и обезвреживает антигены.

Общая (неспецифическая) защита организма. Рассмотрим более подробно некоторые механизмы врожденного иммунитета.

Кожные покровы. Внешний слой кожи — эпидермис — представлен многослойным плоским эпителием. Живые клетки росткового слоя эпидермиса интенсивно делятся и продвигаются к поверхностным слоям, где ороговевают, отмирают и слугциваются. Вместе со слущивающимися ороговевшими клетками с поверхности эпидермиса механически удаляются попавшие на него микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности.

Потовая жидкость, вырабатываемая потовыми железами дермы и выделяемая на поверхность эпидермиса, помимо терморегулирующей функции, выполняет и защитную. Благодаря наличию в ее составе низкомолекулярных органических кислот pH потовой жидкости составляет 5,5. Такая кислая среда создает неблагоприятные условия для расселения на коже бактерий и грибков.

В секрете сальных желез дермы также содержатся неблагоприятно действующие на микроорганизмы органические вещества. Кроме того, жировой секрет защищает кожу от иссушения и растрескивания.

На поверхности кожи постоянно обитают представители нормальной кожной микрофлоры, которые могут выступать в качестве антагонистов болезнетворных микроорганизмов, препятствуя их внедрению и размножению.

Таким образом, благодаря совместному действию ряда защитных механизмов здоровая кожа представляет собой серьезную преграду для проникновения патогенных микроорганизмов. Участки кожи, поврежденные в результате травм или ожогов, нередко становятся входными воротами для инфекции.

Слизистые оболочки пищеварительного тракта, дыхательных путей и других органов также препятствуют проникновению болезнетворных микроорганизмов. Барьерная и защитная функции слизистых оболочек обусловлены выделением секретов, содержащих слизь и ряд биологически активных веществ, а также высокой способностью клеток к регенерации.

В состав секретов большинства слизистых оболочек входит бактерицидный белок лизоцим. Он содержится в слюне, слезной жидкости, выделениях слизистых оболочек кишечника, мочевыводящих путей, органов половой системы позвоночных, а также в плазме крови, тканевой жидкости и др. Лизоцим вызывает гибель бактерий, однако он не активен в отношении вирусов.

Бактерицидными свойствами обладают соляная кислота и пищеварительные ферменты, выделяемые клетками слизистой оболочки желудка, а также компоненты желчи, поступающие в просвет тонкого кишечника.

Неповрежденная кожа и слизистые оболочки, как правило, надежно защищают организм от проникновения чужеродных агентов. Однако иногда им удается попасть во внутреннюю среду организма. В этом случае на помощь приходит фагоцитоз. Это защитный механизм, осуществляемый путем захвата и переваривания чужеродных частиц специальными клетками — фагоцитами (от греч. фагос — пожиратель, китос — клетка). При фагоцитозе происходит связывание и поглощение фагоцитом чужеродного агента, например бактерии (рис. 72). К фагоцитам относятся зернистые лейкоциты и тканевые макрофаги. Они способны поглощать и переваривать микроорганизмы и другие чужеродные объекты, а также мертвые, поврежденные и патогенные клетки собственного организма. 

Защитная функция фагоцитов впервые была открыта русским ученым И. И. Мечниковым.

И. И. Мечников поместил в тело дафнии спору гриба и заметил, что на спору нападают особые подвижные клетки. Если он вводил слишком много спор, клетки не могли их переварить и животное погибало. Введение шипа розы в прозрачное тело личинки морской звезды привело к сходному результату — вокруг шипа скопилось множество ч.блуяадающих:/ клеток, пытающихся переварить инородное тело. Свои многочисленные исследования И. И. Мечников положил в основу теории фагоцитоза, созданию которой он посвятил 25 лет своей жизни.

Интерфероны — это белки, обладающие противовирусными и противоопухолевыми свойствами. Они вырабатываются лейкоцитами и другими типами клеток. Интерфероны влияют на процессы синтеза белков и нуклеиновых кислот, вызывая в клетках такие изменения, которые препятствуют размножению и распространению вирусов. Как правило, они не спасают клетки, уже пораженные вирусом, но предохраняют от заражения соседние клетки. Кроме того, интерфероны подавляют размножение внутриклеточных бактерий и способны препятствовать развитию злокачественных опухолей.

В состав системы комплемента входит около 20 особых белков, постоянно присутствующих в крови. Некоторые из них могут прикрепляться к мембране бактериальных и других чужеродных клеток. Затем к этим белкам в определенном порядке присоединяются другие белки системы комплемента. В результате образуется комплекс, перфорирующий (т. е. продырявливающий) мембрану, что часто приводит к разрушению чужеродной клетки. Кроме того, клетки, «помеченные» системой комплемента, активно уничтожаются фагоцитами.

В ответ на повреждение клеток и тканей организма (например, в результате травмы) или на действие патогенного раздражителя развивается местная реакция окружающих тканей, которая проявляется в покраснении, отеке, болезненности и часто — в повышении температуры. Такой процесс называется воспалением. Воспаление — защитная реакция организма, которая помогает справиться с инфекцией и восстановить нормальную работу поврежденных тканей.

Воспаление представляет собой целый комплекс событий. Например, в результате травмы под кожу попало определенное количество бактерий. Что при этом происходит? Поврежденные клетки и лейкоциты, находящиеся в травмированном участке тела, выделяют специальные вещества — гистамин и серотонин. Под действием этих веществ расширяются кровеносные сосуды, что усиливает приток крови к поврежденному участку и, как следствие, приводит к покраснению и повышению температуры.

Возрастает также проницаемость стенок капилляров, в результате чего усиливается выход плазмы крови в межклеточное пространство. Это вызывает набухание поврежденного участка ткани — развивается отек. 

Через стенки капилляров в очаг воспаления активно проникают фагоцитирующие клетки, которые поглощают чужеродные вещества, микроорганизмы, омертвевшие клетки собственных тканей организма и переваривают их (рис. 73). Нередко фагоциты сами погибают, зашитая организм. Гной, образующийся в очаге воспаления, представляет собой совокупность мертвых клеток организма (в том числе погибших лейкоцитов), микроорганизмов и различных биологически активных веществ.

Все рассмотренные защитные механизмы являются врожденными и лежат в основе неспецифического иммунитета. Название «неспецифический» обусловлено тем, что данная форма иммунитета обеспечивает стандартные, однотипные реакции на антигены без их специфического распознавания. Иными словами, неспецифический иммунитет работает по принципу «свой или чужой», препятствуя проникновению в организм любых чужеродных объектов либо уничтожая их.