Всем известный отечественный ученый, биолог Илья Ильич Мечников впервые описал процессы фагоцитоза и стал основоположником учения. Это произошло в 1883 году и спустя 25 лет, в 1908 году, он был награжден Нобелевской премией за вклад в развитие биологических наук. Именно мечников открыл явления фагоцитоза.
Неспецифическая защита организма – одно из важнейших явлений в процессах жизнедеятельности человека и других организмов.
Механизм, благодаря которому осуществляется защита, достаточно сложный.
Частички больших размеров (сосредоточение молекул, бактерии) обволакиваются со всех сторон мембраной клетки-захватчика с дальнейшим втягиванием образованного субстрата внутрь клетки (интернализация).
Само явление захвата твердых частиц называют фагоцитозом. Осуществляют этот процесс фагоциты – клетки входящие в иммунную систему живых организмов. Они все время циркулируют в кровеносном русле и моментально реагируют на попадание в организм чужеродных агентов.
Стадии фагоцитоза
Фагоцитоз имеет ряд последовательных этапов:
Обнаружение посторонних объектов, которое осуществляется с помощью специфических рецепторов расположенных на мембране фагоцита. Включение их происходит из-за выделения в области проникновения (воспаления) особых веществ активирующих макрофаги (гистамин, цитокины). Таким образом, клетки стремительно начинают приближаться к патогену, этот процесс называется хемотаксисом.
- Происходит постепенное сцепление с «чужими» за счет фагоцитарных отростков – так совершается адгезия.
- Через ряд реакций идет активация мембраны фагоцита (за счет протеинкиназы), которая необходима для дальнейшего переваривания агента.
- Захват объекта фагоцитом – выделяют два вида погружения патогена в макрофаг:
- При первом варианте активируется актин-миозиновая система, которая стимулирует образование многочисленных псевдоподий, затем нейтрофилы окружают этими отростками инородное тело, и таким образом, он оказывается внутри фагоцита;
- при втором – формируется своеобразное углубление в области адгезии, которое постепенно увеличивается, пока захваченный объект полностью не окажется поглощенным клеткой.
Плазматическая мембрана окутывает чужеродное тело со всех сторон и представляет собой – фагосому.
Основной этап фагоцитоза, который поддерживает иммунитет и защищает его от проникших патогенных организмов – это непосредственное растворение чужеродных агентов. Внутри фагоцита находятся специфичные органеллы – лизосомы. Они содержат ферменты, способные расщеплять вредоносные тела. С помощью лизосом и завершается уничтожение агента.
Все продукты переваривания удаляются из клетки, путем выхода образовавшейся фаголизосомы через мембрану макрофага.
Так проходит фагоцитоз при наличии действующего иммунитета. Но есть случаи, когда система защиты не способна справится с множественными патогенными организмами, тогда развивается заболевание.
Незавершенный фагоцитоз
Описанный выше процесс называют завершенным фагоцитозом. Но существует и другой вариант исхода – это незавершенный фагоцитоз.
Попавший микроорганизм захваченный макрофагом не поддается действию лизосомальных ферментов и остается в клетке в спящем состоянии. Но при наступлении благоприятных условий он может выходить из нее и провоцировать различные болезни.
Внутриклеточный и внеклеточный пути фагоцитоза
Существует внутриклеточный и внеклеточный пути фагоцитоза.
- При захвате чужеродного агента, в организме резко повышается потребность в кислороде, так как из него начинают формироваться активные формы (перекись водорода, гидроксильные радикалы). Они обладают токсичными свойствами, способными разрушать микроорганизмы – это кислородзависимый внутриклеточный фагоцитоз. При кислородНЕзависимом пути используются лизосомальные ферменты, протеазы, гидролазы.
- Макрофаги в активном состоянии способны выделять оксид азота. Сначала он синтезируется внутри клетки, а высвобождается после встречи фагоцита с патогеном. Наличие опухолевого роста стимулирует выработку цитокинов, которые борются с раковыми клетками. Это внеклеточный путь фагоцитоза.
Учение Мечникова о защитных свойствах крови дало миру представление об иммунной системе, которая способна функционировать благодаря двум факторам: наличие клеточного иммунитета (лейкоцитарные клетки и их производные) и гуморального (антитела).
Какие клетки защищают наш организм? Еще И. И. Мечников выделял две группы клеток-защитников: макрофагоциты и микрофагоциты:
Макрофагоциты (моноциты и макрофаги)
Моноциты – это лейкоцитарные клетки, составляющие 4-11% от общего числа клеток крови. Они самые большие представители белой крови (10-12 мкм в диаметре). Внутри находится множество лизосом, что обуславливает их фагоцитарную активность.
Благодаря своим размерам моноциты уничтожают чужеродные тела большой величины, на что другие клетки не способны. Продолжительность жизни моноцитов составляет около 2-4 дней, после чего они не гибнут, а проникают через сосудистую стенку в ткани, где преобразуются в макрофаги-гистиоциты.
Макрофаги есть везде, во всех органах и тканях организма, оснащены выростами — псевдоподиями, которые необходимы при захвате чужеродных клеток, основная масса цитоплазмы заполнена лизосомами и фагосомами. Важная функция макрофагов — секреция лизоцима (бактерицидного средства).
Множество клеток в нашем организме каждый день отмирают – это естественный физиологический процесс, продукты апоптоза также поглощаются и растворяются внутри фагоцитов.
Микрофагоциты (нейтрофильные клетки)
Нейтрофилы – это полиморфноядерные гранулоциты, в диаметре около 7мкм. При воспалительных процессах они первые появляются в месте патологического очага и способны фагоцитировать бактерии и мелкие частицы. Сами нейтрофилы здесь и погибают, превращаясь в гнойную массу.
Сложно переоценить важность фагоцитарной системы, поскольку она выполняет не только очищение организма от чужеродных тел, но перенося на свою поверхность пептиды разрушенных антигенов, фагоциты стимулируют выработку стойкого иммунитета к этим микроорганизмам.
Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (2
Изменение функциональных свойств фагоцитов при заболеваниях пищеварительной системы — успехи современного естествознания (научный журнал)
1
Фагоцитарная активность лейкоцитов (ФАЛ) является одним из показателей состояния естественной резистентности. В результате выполненных исследований получен фактический материал, демонстрирующий различные нарушения функциональных свойств фагоцитирующих клеток при хронических заболеваниях органов пищеварения (ЗОП).
При этом имеет место изменение миграционной, хемотаксической, адгезивной, ферментативной, бактерицидной активности.
Установлено, что изменения ФАЛ периферической крови характеризуются, прежде всего, снижением фагоцитарного числа (ФЧ), фагоцитарного индекса (ФИ), показателя завершённости фагоцитоза (ЗФ).
Максимальной выраженности эти изменения достигали при хронических поражениях печени с персистенцией антигена вирусного гепатита В, а также при аутоиммунных и холестатических поражениях печени. Показатели ФАЛ при хронических ЗОП меняются в основном однонаправлено. Наиболее существенно снижается ФИ.
Анализ полученных данных позволяет рассматривать его как наиболее информативный показатель интенсивности фагоцитоза. В меньшей степени снижаются показатели ЗФ и ФЧ.
При активных заболеваниях печени отмечено угнетение хемоаттрактантных свойств сыворотки крови, способности нейтрофилов и моноцитов к фагоцитозу, проявляющееся снижением числа активных фагоцитов, ФИ, а также теста восстановления нитросинего тетразолия. Последний является результатом активации гексозомонофосфатного шунта и отражает способность фагоцитов к ЗФ.
Лейкопения является признаком хронических диффузных поражений печени. С ней связаны рецидивы хронических ЗОП, утяжеляющих течение основного процесса и лимитирующих проводимую терапию. При циррозе печени происходит активное удаление из циркуляции и разрушение клеток крови в селезёнке.
При хронических ЗОП происходит угнетение не только направленной, но и спонтанной миграции и адгезии лейкоцитов крови, наиболее выраженное при активном хроническом гепатите и циррозе печени.
Феномен спонтанной миграции лейкоцитов может быть использован для определения функционального дефекта нейтрофилов, оценки действия лекарственных препаратов, контроля за эффективностью проводимой терапии, прогнозирования течения и исхода болезни.
Показано, что угнетение ФАЛ способствует внутриклеточному персистированию антигенов в фагоцитах и незавершенному характеру фагоцитоза.
Отрицательное влияние на функции фагоцитов оказывают продукты тканевого распада, эндотоксины, циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК), которые вызывают функциональную перегрузку клеток. Определено участие мононуклеарных фагоцитов в деструкции и некрозе гепатоцитов при хроническом активном гепатите.
По-видимому, макрофаги оказывают зависимый от антител цитотоксический эффект, который протекает по типу внутриклеточного или внеклеточного разрушения мишени.
Возможной причиной угнетения функциональной способности лейкоцитов может служить действие инфекционно-токсических агентов: вирусов, микробов, токсинов, продуктов тканевой деструкции, а также цитокинов.
Функциональная перегрузка фагоцитов этими агентами приводит к нарушению элиминации ЦИК, их длительной персистенции. Иллюстрирует этот процесс соотношение ФАЛ и ЦИК.
В наших наблюдениях у больных хроническими ЗОП максимальное возрастание концентрации ЦИК нередко ассоциировалось с выраженным угнетением фагоцитоза. Восстановление ФАЛ под влиянием терапевтических средств приводит к уменьшению содержания ЦИК при ЗОП.
Установлено, что содержание комплемента и пропердина в сыворотке крови уменьшено при обострении язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, а также др. ЗОП, что обусловлено его усиленным потреблением при образовании ЦИК, и является одним из важных звеньев их патогенеза.
Снижение концентрации С3, С4 и общего комплемента коррелирует с активностью болезни. Диагностического значения выявленные изменения в системе комплемента не имеют.
Однако они подтверждают возможность участия иммунных механизмов в развитии повреждения тканей органов пищеварения — печени, кишки, желудка и др. К факторам естественной резистентности организма наряду с фагоцитозом и комплементом относятся α-антитрипсин, лактоферрин, лизоцим.
Синтез и выделение лизоцима не зависят от фагоцитоза, однако секреция лизоцима активированными макрофагами усиливается.
Резюмируя анализируемый материал, можно заключить, что факторы естественной резистентности и специфического иммунитета при хронических ЗОП тесно взаимосвязаны, взаимообусловлены и взаимозависимы.
Изменения функциональных свойств фагоцитирующих клеток могут быть как первичными, генетически обусловленными, так и возникать вторично, в результате основного ЗОП, усугубляя его течение и исход, способствуя повреждению тканей ЖКТ.
Определение фагоцитарной, миграционной, адгезивной активности лейкоцитов позволяет составить представление о характере нарушений различных звеньев механизма фагоцитоза при хронических ЗОП., судить об активности процесса, его динамике, прогнозе и эффективности терапии.
Библиографическая ссылка
Парахонский А.П. ИЗМЕНЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ФАГОЦИТОВ ПРИ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ // Успехи современного естествознания. – 2006. – № 8. – С. 72-73;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=11246 (дата обращения: 14.04.2022). 
Серологические реакции, протекающие с участием фагоцитов
Серологические реакции, протекающие с участием фагоцитов
Определение опсонического индекса. Антитела, стимулирующие фагоцитарную активность лейкоцитов, получили название опсонинов (греч. opsoniazo – снабжать пищей, питать), или бактериотропинов. Различают термолабильные и термостабильные опсонины, или бактериотропины.
К последним относятся антитела классов IgG1, IgG3, IgM. На первом этапе опсонизации антитела прикрепляются к детерминантным группам бактерий, а затем антитела с помощью Fc-фрагментов присоединяются к Fc-рецепторам макрофагов, способствуя поглощению ими бактерий (патогенов).
Опсоническая активность антител резко возрастает в присутствии термолабильных опсонинов, в том числе молекул C3b, образующихся при активации системы комплемента. Молекулы C3b, осаждаясь на поверхности бактериальных клеток, способствуют прикреплению макрофагов в этих участках (эффект «иммунного прилипания»).
Таким образом, опсонины и комплемент способствуют более эффективному прикреплению чужеродных частиц к макрофагам, поглощению и перевариванию их последними, а также, очевидно, процессингу и представлению антигенов.
Для количественной оценки фагоцитарной активности, обусловленной опсонинами, используют определение опсонического индекса, опсоно-фагоцитарного индекса и титра опсонинов.
Под опсоническим индексом понимают отношение фагоцитарного числа исследуемой крови к фагоцитарному числу нормальной крови. Для определения фагоцитарного числа оба образца крови смешивают со стандартным количеством соответствующих живых или убитых бактерий.
После 30 мин инкубации при температуре 37 °C из каждого образца крови готовят препараты-мазки, фиксируют по способу Никифорова и окрашивают метиленовым синим. Затем под микроскопом подсчитывают общее количество бактерий, фагоцитированных, например, 50 фагоцитами, и находят фагоцитарное число.
Опсонический индекс является показателем того, насколько активно стимулируется фагоцитоз опсонинами и системой комплемента.
Опсоно-фагоцитарная реакция – способ оценки активности действия опсо-
нинов сыворотки на эффективность фагоцитоза бактерий или других корпускулярных антигенов, обработанных этой сывороткой. Для определения опсоно-фагоцитарного индекса, как и при определении опсонического, готовят и окрашивают мазок из смеси исследуемой крови с бактериями.
Под микроскопом в нем просматривается 25 фагоцитов, и каждый из них в зависимости от числа поглощенных ими бактерий относят к определенной группе. Конкретный пример такого подсчета представлен в табл. 17.
Интенсивность фагоцитоза характеризуют цифровым показателем, представляющим собой сумму произведений, полученных путем умножения количества фагоцитов на число соответствующих им плюсов. Максимально возможный показатель равен 75 (25 ? 3 = 75).
Условно считают, что показатель, равный 10 – 24, соответствует слабо положительной опсоно-фагоцитарной реакции, 25 – 49 – положительной, а 50 – 75 – резко положительной. У людей, не имевших контакта с данным возбудителем, опсоно-фагоцитарный индекс обычно невелик (1 – 5).
Таблица 17
Оценка опсоно-фагоцитарной реакции (пример)
Существуют различные варианты этой реакции, но из-за громоздкости их используют относительно редко, например для диагностики бруцеллеза и некоторых других болезней.
Титр опсонинов характеризует количественно силу опсонической активности по отношению к данному возбудителю. Активность опсонинов проверяют в опытах с использованием фагоцитов здоровых людей.
вопрос 41 — микробиология экзамен
Фагоцитоз: особенности физиологии и функции фагоцитов,
стадии фагоцитоза. Методы изучения фагоцитарной активности лимфоцитов.
Ответ: Фагоцитоз является из
основных мощных факторов, обеспечивающих резистентность организма, защиту от
инородных веществ, в том числе микробов. Фагоцитоз открыт И.И. Мечниковым. Механизм фагоцитоза состоит в
поглощении, переваривании, инактивации инордных для организма веществ
специализированными клетками-фагоцитами. И.И.
Мечников к фагоцитирующим клеткам
отнес макрофаги ии микрофаги. В настояшщее время все фагоциты объеденены в
единую мононуклеарную фагоцитирующую систему. В нее включены тканевые
макрофаги, клетки Лангерганса, Купфера и т.д.
Функции фагоцитов: удаление из организма отмирающих клеток и их
структуры, неметабилизируемых неорганических веществ, поглощение и
инактивирование микробов,синтез разнообразных БАВ (лизоцим, интерферон, ИЛ и
т.д.). участие в регуляции иммунной системы, осуществление «ознакомления»
Т-хелперов с антигенами.
Следовательно фагоциты являются мусорщиками»,очищая
организм(неспецифическая функция) и участвуют в процессе специфического
иммунитета путем представления АГ иммунокомпетентным клеткам (Т-лимфоцитам) и
регуляции их активности. Стадии
фагоцитоза:1.
Приближение фагоцита к объекту поглощения (хемотаксис) (
фагоциты способны активно перемещаться к объкту фагоцитоза по градиенту
концентрации особых БАВ-хемоатрактантов(ИЛ-8, компоненты комплемента (С3а и С5а
)и др.)Такое передвижение называется хемотаксис) 2.Адсорбция поглощаемого
вещества на поверхности фагоцита (за счет слабых
химич.
взаимодействий,происходит либо спонтанно.либо путем связывания со
специфич.рецепторами(к Ig)) 3.Поглощение вещества путем инвагинации клеточной
мембраны с образованием в протоплазме фагомомы(вакуоли, пузырьки), содержащей
поглощенное вещество. 4.Слияние фагосомы с лизосомой клетки с образованием
фаголизосомы. 5.
Активация лизосомальных ферментов и переваривание вещества в
фаголизосоме с их помощью (переваривание
может окончиться завершенным и незавершенным фагоцитозом(когда
поглощенные бактерии блокируют ферментативную активнсть фагоцита,не погибают,
не разрушаются и даже размножаются в фагоцитах)).
Особенности физиологии
фагоцита: для осуществления своих функций фагоциты располагают большим набором
литических ферментов, продуцируют перикисные и NO
ион-радикалы,способные поражать мембрану или стенку клетки на расстоянии или
после фаготипирования.
На цитоплазматической мембране находятся рецепторы к
компонентам комплемента, гистамину, фрагментам иммуноглобулинов, а также АГ
гистосовместимости I и II. Внутриклеточные лизосомы содержат до 100 различных
ферментов,способных переварить практически любое органическое вещество.
Непереваренные остатки вещества «хоронятся» вместе с погибшим от старости
фагоцитом. Фагоциты имеют развитую поверхность и очень подвижны (хемотаксис).
Фагоцитоз активируется под влиянием антител-опсонинов, адъювантами,
комплементом, иммуноцитокинами (ИЛ-2) и др.
Механизм активирующего действия
основан на связывании комплекса АГ-АТ с рецепторами к фрагментам Ig на поверхности фагоцитов. Аналогично действует
комплемент. Адъювант укрупняет молекулу АГ и т.о. облегчает процесс его
поглощения, т.к. интенсивность фагоцитоза зависит от величины поглощаемой
частицы. Активность фагоцитов характеризуется фагоцитарными показателями и
опсоно-фагоцитарным индексом. Фагоцитарные показатели оцениваются числом
бактерий, поглощенных одним фагоцитом в единицу времени, а опсонофагоцитарный
индекс представляет отношение фагоцитарных показателей , полученных с иммунной
(содержащей опсонины) и неиммунной сывороткой. Эти показатели используют для
определения иммунного статуса индивидуума.
Фагоцитарная
активность лейкоцитов
– это определение содержание нейтрофилов и моноцитов способных связывать на
своей поверхности, поглощать и переваривать микробную тест-культуру (меченные
бактерии).
В
исследовании крови фагоцитарной активности лейкоцитов учитываются следующие
показатели: фагоцитарный индекс (ФИ), фагоцитарное число (ФЧ), коэффициент
фагоцитарного числа (КФЧ), индекс бактерицидности нейтрофилов (ИБН).
Клеточная защита макроорганизма
К одному из неспецифических факторов клеточного иммунитета организма относится фагоцитоз.
Фагоцитоз как фактор иммунитета является одним из основных защитных механизмов макроорганизма в борьбе с инфекциями.
Одним из важнейших показателей неспецифического клеточного иммунитета является фагоцитарная реакция лейкоцитов.
Она изменяется в зависимости от действия антибактериальных и химиотерапевтических препаратов, иммунизации, развития инфекционного процесса, влияния витаминов, облучения, голодания, физического и умственного перенапряжения, стрессового состояния, действия токсинов и других факторов.
- Фагоцитарной реакцией в последние годы стали широко пользоваться как тестом для определения реактивности организма.
- Между гуморальной и клеточной защитой существует тесная связь.
- Фагоцитарная реакция усиливается под влиянием лизоцима, лизинов, опсонинов и других неспецифических и специфических факторов гуморальной защиты.
- Фагоцитарная система в организме представлена разнообразными типами клеток, морфологически отличающимися друг от друга.
- К фагоцитарной системе следует относить только те клетки, которые являются активными фагоцитами и способствуют освобождению организма от проникших чужеродных агентов, в том числе и микроорганизмов.
В 1887 году основоположник фагоцитарной теории И.И.Мечников разделил фагоциты на две группы: 1) микрофаги – зернистые лейкоциты крови;
- 2) макрофаги – очень разнообразные по составу клетки.
- Это деление фагоцитов полностью сохранилось и до наших дней.
Клетки первой группы (микрофаги) – исключительно подвижные фагоциты. К микрофагам относятся: 1. Нейтрофильные лейкоциты, которые являются самыми активными фагоцитами.
Их способность захватывать и переваривать микробы впервые была показана И.И.Мечниковым при изучении инфекции, вызванной стрептококком. 2.
Эозинофильные лейкоциты, гораздо менее активные фагоциты, чем нейтрофилы, однако и они обладают способностью захватывать микробы.
3. Базофильные лейкоциты, обладающие незначительной фагоцитарной активностью.
Микрофаги могут как сами активно передвигаться, так и переноситься кровью или лимфой. Они защищают организм от острой гнойной инфекции. Аккумулируются микрофаги в очаге воспаления в течение острой фазы. Их основная функция – способность к фагоцитозу – проявляется весьма активно.
- Клетки второй группы (макрофаги) в основном принимают участие в борьбе с возбудителями, вызывающими хронические инфекции.
- В группу макрофагов входят все активно фагоцитирующие клетки, кроме зернистых лейкоцитов.
- Группу макрофагов принято делить на две подгруппы: фиксированные и подвижные
- Подгруппу фиксированных макрофагов составляют в основном эндотелиальные клетки синусов лимфатических узлов и селезенки, капилляров печени (купферовские клетки), костного мозга, коры надпочечников и средней доли гипофиза.
- Сюда же относятся ретикулярные клетки лимфатических узлов и селезенки, также фиксированные клетки рыхлой соединительной ткани – гистиоциты, которые были обнаружены в большом количестве в печени, селезенке и лимфоузлах.
- В группу подвижных макрофагов входят такие активизированные клетки, как плазмобласты, плазмоциты, гистиоциты, также моноциты и лимфоциты.
Функциональная активность макрофагов значительно шире, чем у микрофагов. Макрофаги способны захватывать и переваривать самые разнообразные микроорганизмы. Они также осуществляют фагоцитоз погибших тканевых клеток и клеточного детрита.
Защитные функции как микрофагов, так и макрофагов (подвижных и неподвижных) теснейшим образом связаны друг с другом. Одна группа клеток дополняет другую.
Процесс фагоцитоза состоит из четырех фаз.
Первой фазой является сближение фагоцитов и микробов. Подвижные фагоциты в результате изменения поверхностного натяжения протоплазмы под влиянием продуктов жизнедеятельности микробов приближаются к объекту фагоцитоза. К неподвижным макрофагам микробы доставляются током жидкости.
Во второй фазе происходит прилипание микроорганизмов к поверхности фагоцита. Этот процесс совершается под влиянием электролита, изменяющего электрический потенциал фагоцитируемого объекта (микроба).
- Третья фаза характеризуется погружением микроба в пищеварительную вакуоль и образованием фаголизосомы (слияние пищеварительной вакуоли и лизосомы).
- Четвертая фаза завершается внутриклеточным перевариванием поглощенных фагоцитами микробов.
- Фагоцитарная защита обеспечивается биохимическими процессами, происходящими в фагоцитах.
Большое значение в функциональной активности фагоцитов имеют нуклеиновые кислоты, которые играют важную роль в синтезе внутриклеточного белка и ферментов.
Большое значение для активности фагоцитов имеют и ферменты, катализирующие окислительно – восстновительные реакции. При окислительно – восстановительных реакциях образуется энергия, обеспечивающая жизненно важные процессы.
К одному из ферментов, катализирующих процессы биологического окисления, относится сукцинатдегидрогеназа.
Значительным достижением является открытие лизосом, содержащих протеолитические и гидролитические ферменты. Физиологическая функция лизосомальных ферментов, к которым относится и фосфатаза (кислая и щелочная), тесно связана с обменными процессами, происходящими в клетках, в том числе и фагоцитах.
Активность ферментов (окислительно – восстановительных и лизосомальных) играет чрезвычайно важную роль в процессах разрушения микробных клеток.
Она может изменяться в зависимости от действия антибиотиков, химиотерапевтических препаратов, развития инфекционного процесса, действия ионизирующего излучения, стрессовых ситуаций, физического истощения, иммунизации (фагоцитоз в иммунном организме протекает более энергично, чем в неимунном) и пр.
- Угнетающе на фагоцитарную защиту действуют токсины, хинин, холестерин, алкалоиды, капсульные вещества бактерий, блокада ретикуло-эндотелиальной системы, стресс, авитаминоз, передозировка антибиотиков и гормональных препаратов, белковое голодание, переохлождение, умственное и физическое переутомление и пр.
- Не всегда процесс захвата фагоцитами микробов заканчивается перевариванием последних.
- Некоторые виды микроорганизмов, в силу своих особенностей, не только не разрушаются фагоцитами, а наоборот, будучи поглощенными фагоцитами, начинают размножаться, разрушая фагоциты (при туберкулезе, лепре, гонорее, лейшманиозе).
- Фагоцитарная защита значительно снижена в отношении микроорганизмов резистентных к антибиотикам, химиотерапевтическим препаратам и дезинфицирующим веществам, применяемым с целью текущей и заключительной дезинфекции.
- Учитывая тот факт, что фагоцитарная реакция очень четко отражает изменения, происходящие с реактивностью организма, показатели фагоцитарной реакции (активность, интенсивность, завершенность фагоцитоз) используются с диагностической целью.
- Учет результатов фагоцитарной реакции проводится микроскопически на основании просмотра в каждом препарате 100 фагоцитов, в частности, нейтрофилов (как самых активных микрофагов).
Активность фагоцитоза – количество нейтрофилов с поглощенными микробными клетками при подсчете 100 нейтрофилов. Интенсивность фагоцитоза – среднее количество микробных клеток в одном нейтрофиле при подсчете 100 фагоцитов.
Завершенность фагоцитоза – отношение дезинтегрированных микробных клеток ко всем подсчитанным в 100 нейтрофилах.
Опсоно –фагоцитарный индекс – отношение показателей фагоцитарной реакции в иммунном организме к таковым в неимунном организме.
Фагоцитоз, роль в обеспечении иммунитета. Механизм фагоцитарной реакции
- Общая характеристика и отличия видового и приобретённого иммунитета.
- Иммунитет – это способ защиты организма от генетически чужеродных веществ – антигенов экзогенного и эндогенного происхождения, направленный на поддержание и сохранение гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, биологической (антигенной)индивидуальности каждого организма и вида в целом.
- Врожденный, иди видовой, иммунитет, он же наследственный, генетический, конституциональный — это выработанная в процессе филогенеза генетически закрепленная, передающаяся по наследству невосприимчивость данного вида и его индивидов к какому-либо антигену (или микроорганизму), обусловленная биологическими особенностями самого организма, свойствами данного антигена, а также особенностями их взаимодействия.
Примером может служить невосприимчивость человека к некоторым возбудителям, в том числе к особо опасным для сельскохозяйственных животных (чума крупного рогатого скота, болезнь Ньюкасла, поражающая птиц, оспа лошадей и др.), нечувствительность человека к бактериофагам, поражающим клетки бактерий.
Видовой иммунитет, как правило, обусловлен отсутствием на клетках рецепторов к патогену (вирус, токсины) или мембранных субстратов, соответствующих ферментам проникновения микроба (гонококк).
Существуют и внутривидовые (расовые, этнические) различия в восприимчивости к инфекционным болезням.
У жителей некоторых районов Африки обнаружен ген, вызывающий в организме его носителей синтез аномального гемоглобина, так называемого серповидноклеточного гемоглобина, или гемоглобина S (Hb-S).
Эритроциты, содержащие такой гемоглобин, принимают форму серпа. Люди, гетерозиготные по данному гену, устойчивы к малярии, вызываемой Plasmodium falciparum.
Негры более восприимчивы к возбудителю туберкулеза, чем белые.
Приобретенный иммунитет – это фенотипический признак, сопротивляемость чужеродным агентам, которая формируется после вакцинирования или перенесенного организмом инфекционного заболевания.
Поэтому стоит переболеть какой-либо болезнью, например, оспой, корью или ветрянкой, и тогда в организме формируются специальные средства защиты от этих болезней. Повторно уже человек ими заболеть не может.
Приобретенный естественный активный иммунитет возникает после перенесенного заболевания, скрытой инфекции или многократного бытового инфицирования без возникновения заболевания. Часто его называют постинфекционным.
Приобретенный искусственный активный иммунитет создается вакцинацией человека, т.е. искусственным введением в его организм веществ антигенной природы. Такую форму иммунитета называют поствакцинальной.
Пассивно приобретенный иммунитет возникает естественно, когда антитела матери передаются с кровью плоду (I1, I2, I3, I4) и с молоком при грудном вскармливании (IgA секреторный). Такой иммунитет (плацентарный, материнский) обеспечивает невосприимчивость новорожденного на протяжении 6-7 месяцев к возбудителям некоторых инфекционных заболеваний (корь, дифтерия, скарлатина).
Приобретенный искусственный пассивный иммунитет создается введением выработанных другим организмом (животным – гетерологичных, человеком – гомологичных) специфических антител. Продолжительность невосприимчивости 2-3 недели.
Ни одна из форм приобретенного иммунитета не передается потомству. Его напряженность – относительная и, в большинстве случаев, он утрачивается в различные сроки.
Фагоцитоз, роль в обеспечении иммунитета. Механизм фагоцитарной реакции.
Фагоцитоз — это уничтожение чужеродного объекта и представление антигена для запуска цепи иммунных реакций, приводящих к формированию иммунитета.
Функция фагоцитоза является центральной, поскольку она запускает секрецию обширного круга биологически активных веществ широкого спектра действия, в том числе медиаторов иммунного ответа, реакции воспаления, а также обеспечивает процессинг и представление антигена.
- Этапы фагоцитоза:
- 1) продвижение фагоцита к объекту фагоцитоза, например к бактериальной клетке;
- 2) прилипание бактерии к фагоциту;
- 3) поглощение бактериальной клетки;
4) исход фагоцитоза. Энергия, необходимая для поглощения макрофагами чужеродных частиц, обеспечивается благодаря гликолизу. Агенты, угнетающие гликолиз, резко подавляют фагоцитоз.
Стадии фагоцитоза:
Хемотаксис — целенаправленное передвижение фагоцитов по градиенту концентрации особых биологически активных веществ – хемоаттрактантов.
Адгезия – прилипание к микробу. Опсонины (АТ, фибронектин, сурфактант) обволакивают микроорганизмы и существенно ограничивают их подвижность.
Эндоцитоз (поглощение). В результате образуется фагосома с заключенным внутри объектом фагоцитоза. К фагосоме устремляются лизосомы и выстраиваются по ее периметру.
Перериваривание. Слияние фагосомы с лизосомой с образованием фаголизосомы.
Далее фагоцитированные микрооргаизмы подвергаются атаке кослородзависимых (перекиси, супероксид кислорода, цитохром b; образуются продукты, обладающие токсическим действием, повреждающие микроорганизмы и окружающие структуры) и кислороднезависимых (гранулы с лактоферрином, лизоцимом и др.; эти продукты вызывают повреждение клеточной стенки и нарушение некоторых метаболитических процессов) факторов.
- Результат фагоцитоза:
- 1-Завершенный – гибель и разрушение микроорганизмов
- 2-Незавершенный – бактерии, снабженные капсулами или плотными гидрофобными клеточными стенками, устойчивы к действию лизосомальных ферментов; блокировка слияния фагосом и лизосом.
3-выталкивание микробов из фагоцитов обратно в окружающую среду. Незавершенный фагоцитоз часто наблюдается при вяло и длительно протекающих инфекционных болезнях и служит одной из причин хрониосепсиса.
- Типы фагоцитирующих клеток:
- Макрофаги и дендритные клетки – профессиональные фагоциты и антигенпрезентирующие клетки
- Микрофаги – полиморфноядерные лейкоциты (нейтрофилы) – только умеренный фагоцитоз.
Незавершенный фагоцитоз при воспалении
Фагоцитоз – это способность определенных клеток (фагоцитов) удерживать и переваривать плотные частицы. Это явление было открыто И. Мечниковым.
Фагоцитоз осуществляется микрофагами (нейтрофилами) и системой мононуклеарных макрофагов.
Мононуклеарные макрофаги
Система (MMS) включает следующие элементы:
- промоноциты (костный мозг);
- моноциты (кровь);
- тканевые макрофаги;
- гистиоциты соединительной ткани;
- печеночные клетки Куппера;
- легочные альвеолярные макрофаги;
- свободные и фиксированные макрофаги лимфатической ткани;
- плевру и перитонеальные макрофаги.
Клетки мононуклеарной системы объединяет общее происхождение гемопоэтических клеток и саморегуляция.
Моноцитопоэз
Моноцитопоэз – это стимулирующий фактор колонии фибробластов и фактор роста макрофагов, но он же подавляет (отрицательная саморегуляция) интерферон фибробластов и лейкоцитов и т. д.
Процесс фагоцитоза делится на четыре стадии:
- Приближение.
- Адгезия.
- Оседание;
- Стадия пищеварения.
Фаза приближения
Фагоцит приближается к объекту – бактериям, мервому клеточному элементу, инородному объекту. При движении под действием хемотаксиса цитоплазма фагоцита образует удлинения (псевдоподии).
Адгезия
Способствует образованию аминополисахаридов на поверхности фагоцитов и перекрытию фагоцитарного объекта белками сыворотки, особенно иммуноглобулинами. Последний механизм по сути является опсонизацией – бактерии и поврежденные клетки перекрываются с IgM, IgG и компонентами комплемента (C3, C5 и др.), что облегчает адгезию к фагоциту.
Адгезия
Поверхность фагоцита заряжена отрицательно, поэтому адгезия лучше, если объект, подлежащий фагоцитозу, заряжен положительно. Менее фагоцитарны отрицательно заряженные объекты, такие как опухолевые клетки.
Оседание
Этап фагоцитации объекта – путь инвагинации. Сначала фагоцит образует углубление, а затем фагосому – вакуоль, содержащую объект, подлежащий фагоцитозу. НАДН-зависимая оксидаза в мембране фагоцитов активируется до образования фагосом; в результате O2 превращается в O 2 ~ (супероксид-анион) и образуется H 2 O 2.
Эти продукты обладают бактерицидным действием, а также вызывают образование свободных радикалов. Под действием пероксидаз и каталаз H 2 O 2 расщепляется и высвобождается молекулярный O 2. Свободные радикалы и активный молекулярный O 2 действуют на мембрану фагоцита и объект, подлежащий фагоцитозу, активируя перекисное окисление липидов.
Липопероксиды и свободные радикалы неустойчивы к лизосомным мембранам и способствуют высвобождению лизосомальных ферментов.
Стадия пищеварения
Лизосомы присоединяются к фагосоме, содержащей фагоцитарный объект. Эти органеллы содержат все ферменты, необходимые для расщепления углеводов, белков, жиров и нуклеиновых кислот. В еще неактивной форме они попадают в вакуоль фагоцитов.
Пищеварительная вакуоль образуется при pH около 5,0, близком к оптимальному для лизосомальных ферментов. Активируются лизосомальные ферменты, и фагоцитарный объект постепенно переваривается.
Во время стадии пищеварения проницаемость мембраны фагосомы увеличивается, содержимое фагосомы ускользает в цитоплазму, и микрофаг умирает (этому процессу способствует ацидоз).
В этом случае фагоцитарный микроорганизм также может сохранять жизнеспособность.
Роль макрофагов в воспалительном процессе
Макрофаги начинают участвовать в фагоцитозе позже микрофагов. Макрофаги также более устойчивы к гипоксии и ацидозу, например, моноциты жизнеспособны даже при pH 5,5.
В очаге воспаления макрофаги выполняют несколько функций:
- Фагоцитируют бактериальные остатки, оставшиеся после эвакуации гноя и продуктов распада тканей – очищающая функция;
- Высвобождают лизосомальные ферменты – гиалуронидазу, аминопептидазу и др;
- Синтезируют компоненты системы комплемента и простагландины.
Взаимодействие макрофагов и лимфоцитов при хроническом воспалении
В то же время воспаленная тканевая среда также стимулирует образование фибробластов и фиброцитов. Постепенно появляется новая, богатая сосудами грануляционная ткань.
Фагоцитоз стимулируется продуктами повреждения тканей – внутриклеточные белки, ферменты, полипептиды, аминокислоты, электролиты и т. д., биологически активными веществами, половыми гормонами, тироксином, адреналином, лихорадкой. Но подавляется недостатком стимулирующих факторов, глюкокортикоидов, гликолортикоидов, ацетилхолина, ацетилхолина.
Фагоцитоз
Считается, что клетки плаценты и злокачественные опухоли способны секретировать вещество, которое подавляет функцию макрофагов, иммунологические реакции лимфоцитов и эмиграцию лейкоцитов, что приводит к значительному ослаблению или даже прекращению воспаления.
Объекты, которые фагоциты не могут переваривать, остаются в этих клетках в течение длительного времени и покрываются тонкой пленкой аминополисахаридов. После гибели фагоцитов они повторно фагоцитируются или выводятся из организма. Процесс, при котором фагоцит после переваривания высвобождает часть продуктов своего фагоцитоза в окружающую среду, называется экструзией.
Фагоцитоз – не единственный в организме механизм борьбы с воспалением. Большинство микроорганизмов погибают в условиях ацидоза, а также от ферментов, высвобождаемых во время гибели клеток и функционирования иммунокомпетентной системы.
Нейтрофилы во внеклеточном пространстве секретируют катионные белки, которые могут убивать ферменты без ферментов и фагоцитоза. Таким образом, воспалительные очаги постепенно избавляются от микроорганизмов и мертвых клеток.
Асептическое и острое воспаление
Дальнейшее течение воспаления зависит от того, является ли воспаление асептическим или бактериальным.
В асептических воспалительных условиях, например, вокруг хирургического шва, инородного тела, стенка микрофагов (нейтрофилов) начинает формироваться в течение нескольких часов, достигая максимума в течение дня.
Цитограмма воспаления с признаками атипии неясного значения
Позже появляется следующий вал макрофагов, который достигает максимума через 2-3 раза. в день. Эмигрировавшие лейкоциты постепенно становятся неподвижными, больше не могут делиться и погибают в течение 3-5 дней. 2-3. на 5 сутки начинает формироваться стенка фибробластов, а на 5 сутки – соединительнотканная капсула.
Таким образом, в случае острого воспаления патогенный агент в организме преобразует белки, которые участвуют в реакции антиген-антитело, медиаторы и модуляторы воспаления, систему фагоцитов и миграцию клеток.
В результате заканчивается острое воспаление.
Однако, если инфекционные агенты попадают в участок асептического воспаления, например, в результате травмы, это воспаление становится септическим (бактериальным) воспалением.
Бактериальные воспалительные состояния бактерий и токсинов, не вызывающие гиперемии, экссудации и эмиграции лейкоцитов.
Между клетками воспаленных тканей и особенно вокруг кровеносных сосудов накапливается все больше и больше микрофагов. Лизосомы микрофагов содержат множество активных ферментов, и эти клетки также начинают процесс фагоцитоза.
При пальпации воспаленная ткань в это время кажется плотной, поэтому это называется стадией воспалительной инфильтрации.
По мере прогрессирования воспаления лейкоциты и те тканевые клетки, которые претерпели необратимые изменения во время воспаления, погибают. В этих клетках высвобождаются лизосомальные ферменты, которые расщепляют тканевые белки, белковые и липидные комплексы и другие структуры. Это стадия гнойного размягчения воспаления.
Эти стадии наблюдаются, например, у пациентов с гнойным воспалением перикарда (фурункул), гнойным воспалением апокринных потовых желез (гидраденит) и гнойным воспалением соединительной ткани (флегмона). При вдыхании воспаленная ткань выглядит мягкой, с характерным раскачиванием – флюктуацией. Образуется замкнутое скопление гноя – абсцесс.
Гнойное воспаление перикарда
Гной разрывается в направлении наименьшего сопротивления (либо наружу, либо внутри тела). Если гной попадает в кровоток (пемия), в организме может развиться множество очагов гноя, но под действием микроорганизмов и токсических веществ – угрожающее общее заболевание (сепсис, септикопиемия). Поэтому важно диагностировать накопление гноя и обеспечить хирургический дренаж гноя наружу.
Продолжение статьи
- Часть 1. Этиология и патогенез воспаления. Классификация.
- Часть 2. Особенности обмена веществ при воспалении.
- Часть 3. Физико – химические изменения. Роль нервной и эндокринной систем в развитии воспаления.
- Часть 4. Изменения в периферическом кровообращении при воспалении.
- Часть 5. Экссудация. Экссудат и транссудат.
- Часть 6. Эмиграция лейкоцитов. Хемотаксис.
- Часть 7. Фагоцитоз. Асептическое и острое воспаление.
- Часть 8. Распространение. Последствия. Принципы лечения воспаления.
Поделиться ссылкой:
Поглощённые фагоцитами бактерии обычно погибают и разрушаются, но некоторые микроорганизмы, снабжённые капсулами или плотными гидрофобными клеточными стенками, захваченные фагоцитом, могут быть устойчивы к действию лизосомальных ферментов или способны блокировать слияние фаго-сом и лизосом. В силу этого обстоятельства они на длительное время остаются в фагоцитах в жизнеспособном состоянии. Такая разновидность фагоцитоза получила название незавершённого. Существует множество причин незавершённого фагоцитоза, основные из них перечислены на рисунке.
Многие факультативные и облигатные внутриклеточные паразиты не только сохраняют жизнеспособность внутри клеток, но и способны размножаться. Персистирование патогенов опосредуют три основных механизма.
• Блокада фагосомо-лизосомального слияния. Этот феномен обнаружен у вирусов (например, у вируса гриппа), бактерий (например, у микобактерий) и простейших (например, у токсоплазм).
• Резистентность к лизосомальным ферментам (например, гонококки и стафилококки).
• Способность патогенных микроорганизмов быстро покидать фагосомы после поглощения и длительно пребывать в цитоплазме (например, риккетсии).
Фагоцитоз сопряжен с процессом передачи информации об Аг лимфоцитам. Это происходит тогда, когда объектом фагоцитоза являлся носитель чужеродной антигенной информации (клетки, микроорганизмы, опухолевые и вируссодержащие клетки, белковые неклеточные структуры и др.).
В этом случае Аг после его модификации в фагоците (процессинг) экспрессируется на поверхности клетки. Такой Аг значительно более иммуногенен, чем интактный Аг. Фагоцитирующие клетки, осуществляющие процессинг, называют антигенпред-ставляющими клетками.
При этом фагоцит представляет (презентирует) клеткам иммунной системы двоякую информацию: о чужеродном Аг и о собственных Аг, кодируемых генами HLA и необходимых для сравнения их с чужими Аг.
Фагоциты также продуцируют и выделяют в межклеточную жидкость ряд БАВ, регулирующих развитие либо иммунитета, либо аллергии, либо состояния толерантности. Таким образом, воспаление непосредственно связано с формированием иммунитета или иммунопатологических реакций в организме.
Когда воспаление можно ли греть ноги
Основные причины незавершённого фагоцитоза.
Пролиферация
Пролиферация — компонент воспалительного процесса и завершающая его стадия — характеризуется увеличением числа стромальных и, как правило, паренхиматозных клеток, а также образованием межклеточного вещества в очаге воспаления. Эти процессы направлены на регенерацию альтерированных и/или замещение разрушенных тканевых элементов. Существенное значение на этой стадии воспаления имеют различные БАВ, в особенности стимулирующие пролиферацию клеток (митогены).
Пролиферативные процессы при остром воспалении начинаются вскоре после воздействия флогогенного фактора на ткань и более выражены по периферии зоны воспаления. Одним из условий оптимального течения пролиферации является затухание процессов альтерации и экссудации.
Формы и степень пролиферации органоспецифических клеток различны и определяются характером клеточных популяций.
• У части органов и тканей (например, печени, кожи, ЖКТ, дыхательных путей) клетки обладают высокой пролиферативной способностью, достаточной для ликвидации дефекта структур в очаге воспаления.
• У других органов и тканей эта способность весьма ограничена (например, у тканей сухожилий, хрящей, связок, почек и др.).
• У ряда органов и тканей паренхиматозные клетки практически не обладают пролиферативной активностью (например, миоциты сердечной мышцы, нейроны).
В связи с этим при завершении воспалительного процесса в тканях миокарда и нервной системы на месте очага воспаления пролифе-рируют клетки стромы, в основном фибробласты, которые образуют и неклеточные структуры.
В результате этого формируется соединительнотканный рубец. Вместе с тем известно, что паренхиматозные клетки указанных тканей обладают высокой способностью к гипертрофии и гиперплазии субклеточных структур.
Активация пролиферативных процессов коррелирует с образованием БАВ, обладающих антивоспалительным эффектом (своеобразных противовоспалительных медиаторов). К числу наиболее действенных среди них относятся:
• ингибиторы гидролаз, в частности протеаз (например, антитрипсина), р-микроглобулина, плазмина или факторов комплемента; • антиоксиданты (например, церулоплазмин, гаптоглобин, пероксидазы, СОД); • полиамины (например, путресцин, спермин, кадаверин); • глюкокортикоиды; • гепарин (подавляющий адгезию и агрегацию лейкоцитов, активность кининов, биогенных аминов, факторов комплемента).
Замещение погибших и повреждённых при воспалении тканевых элементов отмечается после деструкции и элиминации их (этот процесс получил название раневого очищения).
– Читать далее “Регуляция пролиферации. Острое воспаление.”
Источник
Загрузка...
