Механические барьеры

Кожа и слизистые оболочки эффективно защищают организм человека от патогенов. Необходимое условие проникновения многих возбудителей — микротравмы кожи и слизистых оболочек, либо укусы кровососущих насекомых.

Кожный покров снабжен многослойным эпителием. Эта «линия обороны» подкреплена секретами кожных желез и постоянным слущиванием отмерших слоев эпидермиса. Нарушение целостности эпидермиса (например, при травмах или ожогах) — серьезная предпосылка для микробных инвазий, особенно при контактах с инфицированными субстратами (почва, растительные остатки и т.д.). Следует помнить, что помимо барьерной роли кожа снабжена мощной системой иммунной защиты (лимфоциты, клетки системы мононуклеарных фагоцитов).

Слизистые оболочки могут иметь специальные анатомические структуры (например, реснички в мерцательном эпителии трахеи). Погруженные в слизь реснички формируют волны однонаправленных колебаний и перемещают слизь с заключенными в ней частицами вверх (к выходу их дыхательных путей) по поверхности эпителия (процесс мукоцилиарного транспорта).

Физико-химические факторы

Механические барьерные свойства кожи дополняются секретами кожных желез; последние проявляют прямую бактерицидную активность, либо снижают рН кожи до неблагоприятных значений за счет секреции кислот (уксусной, молочной и др.).

Слизистые оболочки

Слизистые оболочки имеют множество защитных факторов — от кислых значений рН желудка до секреции ферментов и АТ.

Слизистые оболочки покрыты слоем слизи — организованной гелеобразной гликопротеиновой структуры, задерживающей и фиксирующей различные объекты, в т.ч. микроорганизмы. Слизь гидрофильна; через нее могут диффундировать многие образующиеся в организме вещества, в т.ч. бактерицидные (например, лизоцим и пероксидазы).

В отделяемом слизистых оболочек содержится лизоцим — фермент, лизирующий клеточные стенки преимущественно грамположительных бактерий. Лизоцим присутствует и в других жидкостях организма (например, в слюне, слезной жидкости).

В нижних участках воздухоносных путей и дыхательном отделе легкого слизи нет, но поверхность эпителия покрыта слоем сурфактанта — поверхностно-активного вещества, способного фиксировать и уничтожать грамположительные бактерии.

На поверхность эпителия ЖКТ и респираторного тракта постоянно выделяются молекулы секреторного IgА.

Иммунобиологическая защита

Если возбудитель преодолевает поверхностные физические и химические барьеры, он встречается с действием факторов неспецифической иммунобиологической защиты. Эти механизмы делят на гуморальные и клеточные.

Ключевую роль в неспецифической защите внутренней среды организма играют факторы системы комплемента и фагоцитирующие клетки. Их активность во многом дополняют различные БАВ (таблица 17-2).

Таблица 17-2. Основные гуморальные факторы неспецифической защиты организма

Факторы	Источники	Эффекты
Ионы и низкомолекулярные соединения
Снижение рО2 в тканях; супероксидные кислородные продукты (ОН^–, О2^–, Н2О2)	Фагоциты, иногда бактерии	Снижение содержания О2 угнетает рост многих бактерий; супероксиды проявляют антимикробный эффект
Ионы галогенов (преимущественно Cl^–)	Тканевые жидкости	Cl^– взаимодействует с миелопероксидазой и Н2О2, проявляя антимикробное действие
Ионы Н^+	Фагоциты и другие клетки	В высоких концентрациях проявляют антимикробный эффект
Жирные кислоты	Метаболиты фагоцитов и других клеток	Проявляют антимикробный эффект при низких значениях рН
Фактор активации тромбоцитов	Фагоциты и другие клетки	Вызывает агрегацию и дегрануляцию тромбоцитов, активирует макрофаги и ингибирует пролиферацию Т-клеток
Простые белковые молекулы
Лактоферрин	Полиморфноядерные лейкоциты	Подавляет рост бактерий, связывая Fe^2+
Трансферрин	Печень	Подавляет рост бактерий, связывая Fe^2+
Интерфероны	Клетки, инфицированные вирусами	Ингибируют размножение вирусов
ИЛ1	Клетки макрофагально-моноцитарной системы	Вызывает развитие лихорадочной реакции и образование белков острой фазы воспаления, проявляющих антимикробный эффект; повышает адгезивность эндотелия
ИЛ6	Фагоциты, эндотелиоциты	Стимулирует реакции острой фазы воспаления; фактор роста В-клеток
ИЛ8	Активированные фагоциты и другие клетки	Хемоаттрактант для фагоцитов
ФНО	Макрофаги	Проявляет множественный цитотоксический эффект, также активирует различные клетки воспаления
Лизоцим	Фагоциты	Проявляет множественное антимикробное действие, гидролизуя муреин
Фибронектин	Макрофаги, фибробласты	Опсонизирует стафилококки
Сложные белковые системы
Система комплемента	Макрофаги, гепатоциты	Повышает проницаемость сосудов, вызывает спазм гладкой мускулатуры, проявляет бактерицидный эффект, действует как хемоаттрактант и опсонин
Свертывающая система крови	Печеночные кининогены, трансформированные специфическими протеазами (калликреинами)	Повышает проницаемость сосудов и вызывает их дилатацию, обусловливает проявление болевого синдрома
Фибринопептиды	Фибриноген	Проявляют свойства хемоаттрактанта и опсонина
Фактор Хагемана	Свертывающая система крови	Пусковой фактор для многих реакций, обусловливающих нарушение кровоснабжения в очаге воспаления

Система комплемента

Система комплемента — группа по меньшей мере 26 сывороточных белков — компонентов комплемента (таблица 17-3). Компоненты системы комплемента участвуют в реакциях свертывания крови, способствуют межклеточным взаимодействиям, необходимым для процессинга АГ, вызывают лизис бактерий и клеток, инфицированных вирусами. В норме компоненты системы находятся в неактивной форме. Активация комплемента приводит к поочередному (каскадному) появлению его активных компонентов в серии протеолитических реакций, стимулирующих защитные процессы.

Основные функции компонентов комплемента в защитных реакциях — стимуляция фагоцитоза, нарушение целостности клеточных стенок микроорганизмов мембраноповреждающим комплексом (особенно у видов, устойчивых к фагоцитозу, например гонококков) и индукция синтеза медиаторов воспалительного ответа (например, ИЛ1; таблица 17-4). Кроме того, система комплемента стимулирует воспалительные реакции (некоторые компоненты — хемоаттрактанты для фагоцитов), участвует в развитии иммунных (через активацию макрофагов) и анафилактических реакций. Активация компонентов комплемента может происходит по классическому и альтернативному путям.

Таблица 17-3. Компоненты системы комплемента

Компонент	Биологическая активность
Классический путь
C1q	Взаимодействует с Fc-фрагментами АТ иммунных комплексов; взаимодействие активирует C1r
C1r	C1r расщепляется с образованием протеазы C1s, гидролизующей компоненты С4 и С2
С4	С4 расщепляется с образованием С4а и С4b, адсорбирующегося на мембранах и принимающего участие в конвертировании С3
С2	С2 взаимодействует с С4b и конвертируется C1s в С2b (протеазный компонент С3/С5 конвертазы)
С3*	Расщепляется С2b на анафилатоксин С3а и опсонин C3b; также является компонентом С3/С5 конвертазы
Альтернативный путь
Фактор В	Аналог С2 классического пути активации
Фактор D	Сывороточная протеаза, активирующая фактор В путем его расщепления
Мембраноповреждающий комплекс
С5	Расщепляется комплексом С3/С5; С5а является анафилатоксином, С5b фиксирует С6
С6	Взаимодействует с С5b и образует фиксирующий комплекс для С7
С7	Взаимодействует с С5b и С6, затем весь комплекс встраивается в клеточную стенку и фиксирует С8
С8	Взаимодействует с комплексом С5b, С6 и С7; образует стабильный мембранный комплекс и фиксирует С9
С9	После взаимодействия с комплексом С5–С8 полимеризуется, что приводит к лизису клетки
Рецепторы к компонентам комплемента
С1-рецептор	Усиливает диссоциацию С3-конвертаз, стимулирует фагоцитоз микроорганизмов, опсонизированных С3b и С4b
С2-рецептор	Опосредует сорбцию комплемент-содержащих иммунных комплексов; рецептор для вируса Эпстайна–Барр
С3-рецептор	Обусловливает адгезию (белок семейства интегринов), стимулирует фагоцитоз микроорганизмов, опсонизированных С3b
С4-рецептор	Белок семейства интегринов, стимулирует фагоцитоз микроорганизмов, опсонизированных С3b

Ы вертска! подтабличное примечание. Ы

* С3 также служит компонентом альтернативного пути активации.

Таблица 17-4. Основные эффекты белков системы комплемента и фрагментов их расщепления

Компонент	Активность
C2a	Эстеразная активность по отношению к некоторым эфирам аргинина и лизина
С2b	Кининоподобная активность, увеличение подвижности фагоцитов
C3a, C4a, C5a	Анафилатоксины, освобождают гистамин, серотонин и другие вазоактивные медиаторы из тучных клеток, увеличивают проницаемость капилляров
C3b, iC3b, C4b	Иммунная адгезия и опсонизация, связывают иммунные комплексы с мембранами макрофагов, нейтрофилов (усиление фагоцитоза) и эритроцитов (элиминация комплексов макрофагами селезенки и печени)
C5a	Хемотаксис и хемокинез, привлечение фагоцитирующих клеток в очаг воспаления и увеличение их общей активности
С5b6789 (мембраноповреждающий комплекс)	Повреждение мембраны, формирование трансмембранных каналов, выход содержимого клетки. Клетки млекопитающих набухают и лопаются, бактерии теряют важные внутриклеточные метаболиты, но обычно не лизируются
Ba	Хемотаксис нейтрофилов
Bb	Активация макрофагов (прилипание и распластывание на поверхности)

Фагоцитирующие клетки

Фагоциты выполняют не только защитные (поглощают и разрушают чужеродные агенты), но и дренажные функции (удаляют погибшие и деградировавшие структуры организма).

Фагоциты представлены клетками миелопоэтического ряда (полиморфноядерные лейкоциты) и макрофагально-моноцитарной системы (моноциты, тканевые макрофаги). Основные свойства фагоцитирующих клеток представлены в таблице 17-5.

Таблица 17-5. Характеристики фагоцитирующих клеток

Клетки	Источник	Формы участия в защитных реакциях
Нейтрофилы	Костный мозг; после дифференцировки выходят в кровоток	Адгезия к эндотелию и выход за пределы кровотока; хемотаксис; поглощение; дегрануляция; секреция О2-зависимых и О2-независимых микробицидных факторов
Эозинофилы	Тот же	Секреция О2-зависимых и О2-независимых микробицидных факторов, направленных против паразитов (простейшие и гельминты)
Моноциты	Костный мозг; после дифференцировки промоноциты выходят в кровоток	Адгезия к эндотелию и выход за пределы кровотока; хемотаксис; поглощение; дегрануляция; секреция О2-зависимых и О2-независимых микробицидных факторов (включая цитокины)
Макрофаги (клетки Купффера, альвеолярные макрофаги, гистиоциты, перитонеальные макрофаги, клетки микроглии, макрофаги селезенки и др.)	Моноциты периферической крови	Адгезия к эндотелию и выход за пределы кровотока; хемотаксис; поглощение; дегрануляция; секреция О2-зависимых и О2-независимых микробицидных факторов; синтез компонентов комплемента, активатора плазминогена и других протеаз; секреция медиаторов и компонентов клеточных мембран, включая продукты I и II классов MHC; участие в иммунных реакциях