4. Механизмы фагоцитоза

Мечников был первым исследователем, создавшим на широкой биологической эволюционной основе теорию иммунитета, объясняющую устойчивость организма к болезнетворным микробам и, оказавшую громадное влияние на все последующее развитие учения об иммунитете. Теория Мечникова явилась результатом длинной цепи исследований, начало которой лежало в сравнительно- эмбриологическом изучении зародышевых пластов, а конец- в познании наиболее тонких иммунологических процессов. Эта теория создала основы иммунологии и проложила различные пути, по которым двигалась в дальнейшем иммунологическая наука.

Учение о фагоцитозе выросло из изучения явлений воспаления. Существенный и первичный элемент воспалительного процесса состоит, по Мечникову, в реакции фагоцитов против вредных деятелей, и защитная роль воспаления обусловлена именно фагоцитозом. Фагоцитоз в воспалительной реакции является основным механизмом защиты на всех ступенях зоологической лестницы , у всех существ, имеющих мезодерму, включая человека.

Фагоцитоз сопровождается целым рядом физико-химических изменений и фагоцита и поглощаемого объекта. Все физико-химические процессы отнюдь не определяют собою фагоцитарного акта, который является биологическим явлением и не может быть сведен к физико-химическим закономерностям. Положение Мечникова, рассматривающего фагоцитарный акт как особую форму возбуждения фагоцита, продолжает, и сейчас сохранять свое значение.

Переваривание микробов внутри лейкоцитов совершается при помощи пищеварительных ферментов. Процесс фагоцитоза сопровождается изменением обмена веществ фагоцита и для его осуществления не малую роль играют условия окружающей среды. Фагоцитарная реакция, по Мечникову может быть разделена на несколько этапов (рис.4.1.) :

ь выход лейкоцитов из сосудов и скопление их вокруг проникшего в организм патогена (с помощью хемотаксиса);

ь прилипание (адгезия) фагоцита к чужеродному объекту(после распознавания);

ь поглощение микробов фагоцитами ;

ь переваривание фагоцитами поглощенных микробов

Рис. 4.1. Этаны фагоцитоза

Сразу после проникновения патогена в очаге воспаления под влиянием цитокинов происходит активация фагоцитов, их переваривающей способности, как за счет кислороднезависимых, так и кислородзависимых (табл.4.1.1.) механизмов. Активируются ферменты, генерирующие образование реакционно свободных радикалов кислорода. (супероксидного кислорода О, синглетного кислорода О), а также перекиси водорода и фермента NO синтазы, генерирующей образование радикала оксида азота (NO).

Защитные реакции этой фазы воспаления направлены на то, чтобы локализовать антиген, не пустить его в системную циркуляцию и уничтожить на месте. В большинстве случаев это удается, если патогенов не много или их вирулентность невысока. Через наш организм постоянно проходит множество условно - патогенных, реже - патогенных микроорганизмов - это так называемая проходящая микрофлора.

И наш врожденный иммунитет справляется с нею, уничтожая в сформировавшихся микроочагах воспаления. Постоянный контакт с окружающей нас микрофлорой поддерживает нормальную активность иммунной системы, ее готовность к защите. Если же патогенных микроорганизмов много или их вирулентность велика и врожденный иммунитет с ними не справляется, то развиваются иммунные реакции, опосредованные факторами адаптивного иммунитета. В этом случае воспаление переходит в следующую фазу развернутого процесса с соответствующим симптомом болезни. [15]

Кислородзависимые механизмы

Когда фагоцит поглощает бактерию ( или любой другой чужеродный материал), увеличивается потребление кислорода, что называют респираторным взрывом. При этом образуются реактивные кислород - содержащие молекулы, которые обладают противомикробным действием. Соединения кислорода токсичны как для патогена, так и для самой клетки, поэтому они хранятся в ячейках внутри самой клетки. Такой метод уничтожения проникающих микроорганизмов называют кислород - зависимое внутриклеточное уничтожение, который делится на 2 типа:

Ш Первый тип - кислород - зависимое образование супероксидного радикала уничтожающего бактерии. Супероксид превращается в пероксид водорода и синглетный кислород под действием фермента супероксиддисмутаза. Супероксиды также взаимодействуют с пероксидом водорода с образованием гидроксильной группы, которая помогает в уничтожении патогенных микробов.

Ш Второй тип- относят использование фермента миелопероксидаза из нейтрофильных гранул. Когда гранулы сливаются с фагосомой, миелопероксидаза освобождается в фаголизосому, и этот фермент использует пероксид водорода и хлор для создания гипохлорита. Гипохлорит крайне токсичен для бактерий. Миелопероксидаза содержит пигмент гемм, за счет которого образуется зеленый цвет секретов, богатых нейтрофилами. [3]

Табл.4.1.1. Кислородзависимый механизм.

1. Выделение О₂ с образованием надпероксидазных анионов.

2. Спонтанное образование последующих микробоцидных агентов.

3. Миелопероксидаза генерирует образование микробицидных агентов.

4. Защитные механизмы, используемые хозяином при большом количестве микробов.

Кислороднезависимые механизмы

Фагоциты также могут уничтожить микроорганизмы кислород - независимым методом, но он менее эффективен, чем кислород - зависимый. [3].Различают 4 основных типа:

При первом типе используется электрически заряженные белки, которые повреждают клеточную мембрану бактерий: дефензины и кателицидины.

Протеиназы, лизоцим, который является мукопептидазой, способной разрушать пептидогликаны бактериальной клетки, - это второй тип.

При третьем типе используются лактоферрины, которые присутствуют в гранулах нейтрофилов и удаляют необходимое железо из бактерий. [3,10]

При четвертом типе используются протеазы и гидролазы для переваривания белков разрушенных бактерий.

Фагоцитарная активность повышается при добавлении сыворотки. Это свойство называется опсонизирующим, а вещества, содержащиеся в сыворотке и обладающие этим свойством, получили название опсонинов. К ним относят: пропердин, комплемент, антитела. [10]