Роль реактивности в патологии
Реактивность – это свойство организма и его структур отвечать изменениями жизнедеятельности на действие факторов внешней среды. Реактивность обеспечивает взаимодействие организма с окружающим миром. В организме реактивность проявляется на шести уровнях:
Молекулярный уровень – например, изменение рН в средах организма. Клеточный уровень – например, осуществление фагоцитоза лейкоцитами в ответ на внедрение в ткани микроорганизмов. Тканевой уровень – воспаление. Органный уровень – например, увеличение частоты сердечных сокращений (ЧСС) при гипертермии. Системный уровень – реакции систем внешнего дыхания и кровообращения на гипоксию (увеличение ЧСС, увеличение оксигенации и т. д.). Организменный – сложные ориентировочные реакции животных и человека на световые и звуковые раздражители.Классификация и характеристика отдельных форм реактивности
Реактивность бывает:
А. Видовая, групповая, индивидуальная. Видовая реактивность присуща всем особям данного вида. Групповая – лишь определенной группе особей. Индивидуальная – конкретному индивидууму.
Б. Неспецифическая и специфическая. Неспецифическая (первичная, простая) проявляется при действии разнообразных факторов на организм и является генетически запрограммированной. Например, защитно-компенсаторные реакции организма при голодании, гипертермии, гипотермии. Сюда же относится фагоцитоз и т. д. Специфическая реактивность – это иммунологическая реактивность.
В. Физиологическая и патологическая. Физиологическая реактивность охватывает реакции здорового организма. Патологическая реактивность – это качественно измененная реактивность при действии патогенных факторов на организм (например, аллергия).
Г. Повышенная (гиперергия), пониженная (гипоэргия) и извращенная (дизергия).
Факторы, влияющие на реактивность животных и человека
Вид животного, видовая реактивность. Разные виды животных болеют разными заболеваниями. Например, у собак часто развивается парвовирусный энтерит, у КРС этого заболевания нет. Возраст, возрастная реактивность. Пол, половая реактивность. Наследственность. Конституция и конституциональная реактивность. Функциональное состояние нервной, эндокринной, иммунной систем и соединительной ткани. Факторы окружающей среды (климат, характер кормления, содержания, ухода и т. д.).Частью реактивности живого организма является резистентность - устойчивость организма к действию патогенных факторов.
Классификация и характеристика резистентности
Резистентность бывает:
А. Пассивная и активная
Б. Неспецифическая и специфическая.
Пассивная резистентность – это нечувствительность к действию патогенного фактора, невосприимчивость к нему. Она возникает, когда взаимодействие организма с патогенным фактором невозможно или затруднено.
Особенность: пассивная резистентность является энергонезависимой.
Пассивная резистентность может быть обусловлена:
1. Существованием преград для взаимодействия патогенного фактора со структурами организма. Например, биологические барьеры.
2. Может быть обусловлена отсутствием или разрушением структур организма, способных взаимодействовать с патогенным фактором. Например, отсутствие рецепторов к патогенным вирусам.
3. Уничтожением патогенного фактора механизмами, не связанными с реакцией организма на действие этого фактора. Например, уничтожение некоторых микроорганизмов желудочным соком.
4. Может быть обусловлена замедлением реализации патогенетических механизмов, запускаемых взаимодействием организма с патогенным фактором. Например, увеличение пассивной резистентности при гипотермии.
Активная резистентность – сопротивляемость – это устойчивость, которая обеспечивается комплексом защитно-компенсаторных реакций, направленных на уничтожение патогенного фактора и последствий его действия.
Особенность: активная резистентность является энергозависимой.
Основу активной резистентности составляют механизмы реактивности – например, фагоцитоз, синтез антител, реакции клеточного иммунитета и т. д.
Специфическая резистентность – это иммунологическая резистентность, то есть ответ организма на внедрение или появление в нем веществ, частиц и субстратов, которые несут на себе признаки генетической чужеродности.
Неспецифическая резистентность – это резистентность организма, которая осуществляет свои механизмы трафаретно, то есть одинаково, при действии патогенных факторов. К механизмам неспецифической резистентности относятся:
ареактивность клеток физические и физико-химические факторы биологические барьеры антагонистические взаимоотношения между нормальной и патогенной микрофлорой. функционирование физиологической системы соединительной ткани гуморальные факторы неспецифической резистентности. фагоцитоз. воспаление.Ареактивность клеток
Это неспособность клеток взаимодействовать с инфекционными агентами. Этот механизм может быть обусловлен:
А. отсутствием на поверхности клеток рецепторов к вирусам.
Б. отсутствием в клетках рецепторов к бактериальным токсинам.
В. связыванием токсина рецепторами клеток, которые нечувствительны к его действию (так называемое экранирование рецепторов).
Физические и физико-химические факторы
К данным факторам относятся:
1. Температура. Например, у птиц высокий уровень нормальной температуры обеспечивает их невосприимчивость к сибирской язве. Но если птицу охладить и ввести в организм этанол, она заболеет сибирской язвой. При повышении температуры тела нарушается репродукция многих вирусов и они погибают.
2. Значение рН среды. Например, в кислом содержимом желудка погибают многие микроорганизмы и заражение организма не происходит. В очаге воспаления среда закисляется, что приводит к повреждению находящихся здесь микроорганизмов.
3. Напряжение кислорода в тканях. В нормальных условиях напряжение кислорода в тканях таково, что оно препятствует развитию анаэробных инфекций, например, таких как клостридиозы.
Биологические барьеры организма
Их делят на внешние и внутренние. Внешними барьерами являются кожа и слизистые оболочки. Внутренние барьеры делятся на:
1. Органы-барьеры – печень
2. Гистогематические барьеры. Разделяют кровь и ткани. К ним относится:
А. Гематоэнцефалический барьер
Б. Гематоофтальмический барьер
В. Гематотестикулярный барьер
Г. Гематотиреоидный барьер
Д. Гематокохлеарный барьер
Гистогематические барьеры подразделяют на неспециализированные – они представляют собой стенку капилляров и состоят из эндотелия и базальной мембраны. Специализированные барьеры имеют дополнительные структуры и существенно влияют на проницаемость тканей.
Физиологическая система соединительной ткани
Это биологическая система, представляющая собой клеточные, неклеточные и волокнистые элементы соединительной ткани. К клеткам соединительной ткани относятся фибробласты, фиброциты, гистиоциты и др. К волокнистой субстанции относятся коллагеновые и эластические волокна. К неклеточным структурам - межуточная ткань соединительной ткани. Физиологическая система соединительной ткани выполняет следующие функции:
1. Защитная – создание биологических барьеров, фагоцитоз, реакции гуморального и клеточного иммунитета.
2. Трофическая – обеспечение питания элементов паренхимы.
3. Опорная и пластическая.
Гуморальные факторы неспецифической резистентности
К данным факторам относятся интерфероны, система комплимента, лизоцим, С-реактивный белок, лейкины, бета-лизин, ингибиторы ферментов бактерий, ингибиторы вирусов и т. д.
Интерфероны – это низкомолекулярные белки, которые образуются в инфицированных вирусом клетках и предохраняют другие клетки от поражения их вирусами. Под действием интерферонов в незараженной клетке стимулируется образование белков-ингибиторов, которые тормозят синтез вирусных нуклеиновых кислот и нарушают тем самым репродукцию вирусов. Интерфероны защищают клетки от всех вирусов, так как интерфероны являются вирус-неспецифическими.
Система комплемента
Комплемент – это система белков сыворотки крови, последовательная реакция которых с обязательной активацией вызывает повреждение (перфорацию) клеточных мембран и, как следствие, уничтожение (лизис) бактерий. Система комплемента состоит из 11 белков, которые составляют девять фракций (С1 – С9). Белки комплемента регулируются таким же количеством ингибиторов и инактиваторов.
Существует три механизма активации комплемента.
1. Классический путь (антителозависимый): активация комплимента связана с образованием комплексов антиген-антитело (АГ-АТ) на поверхности бактериальной клетки.
2. Альтернативный путь (пропердиновый): в данном случае активацию комплимента непосредственно вызывают поли - и липосахариды бактериальной стенки. Этот механизм требует участия сывороточных белков, которые получили название пропердин.
3. Неспецифическая активация: включение комплимента осуществляется активными протеазами (трипсином, плазмином, лизосомальными ферментами) на любом этапе процесса активации.
Функции комплимента:
1. Основная функция активированного комплимента – это лизис бактериальных клеток, обусловленный перфорацией их мембраны.
2. Промежуточные продукты активации, например, С3-В, являются опсонинами и способствуют иммунному прилипанию (опсонизации), а продукт С4-А вызывает нейтрализацию вирусов.
3. Побочные продукты активации комплимента – это С3-А и С5-А - принимают участие в патогенезе аллергии, вызывая дегрануляцию тканевых базофилов. Это приводит к аллергической реакции.
Фагоцитоз
Фагоцитоз – это процесс активного поглощения клетками корпускулярных объектов и твердого материала. Клетки, обладающие способностью осуществлять фагоцитоз, называются фагоциты.
Различают:
1. Полиморфно-ядерные фагоциты (нейтрофилы)
2. Мононуклеарные фагоциты – это облигатные фагоциты, которые входят в систему мононуклеарных фагоцитов. В эту систему входят моноциты и клетки, являющиеся их производными. Это макрофаги соединительной ткани (гистиоциты), клетки Купфера в печени, альвеолярные макрофаги легких, макрофаги ККМ, свободные и фиксированные макрофаги селезенки, макрофаги серозных полостей, остеокласты, микроглиальные клетки ЦНС.
Функции, присущие фагоцитам:
Миграция – способность к беспорядочному перемещению в пространстве. Хемотаксис – способность к направленному перемещению в пространстве. Адгезивность – способность фагоцитов прилипать к определенным субстратам и задерживаться на них. Эндоцитоз – способность захватывать и поглощать твердые частицы и капли жидкости. Бактерицидность – способность убивать и переваривать бактерии. Секреция – способность выделять вещества в окружающую ткань.Стадии фагоцитоза и их характеристика:
1. Стадия сближения - это процесс целенаправленного приближения фагоцита к объекту фагоцитоза с помощью хемотаксиса за счет хемотаксинов. Хемотаксины бывают экзогенные и эндогенные. Экзогенные – бактериальные липополисахариды (эндотоксины), продукты разрушения бактериальных стенок. Эндогенными называют хемотаксины, образующиеся в самом организме. К ним относятся побочные продукты активации комплимента (С3А, С35А), лейкотриены, монокины, фактор эмиграции нейтрофилов. Итог первой стадии: непосредственное приближение фагоцита к объекту фагоцитоза.
2. Стадия прилипания (адгезии) - это процесс плотного соединения фагоцита с объектов фагоцитоза. Процесс адгезии обеспечивают нерецепторные и рецептороопосредованные механизмы. Нерецепторными механизмами являются электростатическое и гидрофобное взаимодействие поверхности фагоцита с объектом фагоцитоза. Рецептороопосредованные механизмы обусловлены существованием на поверхности фагоцитов специальных рецепторов к веществам опсонинам. Таким образом, взаимодействие фагоцита с объектом фагоцитоза происходит через опсонины, связанные с рецепторами. Опсонины – это вещества, которые способствуют прилипанию бактерий и корпускулярных антигенов к фагоцитам и стимулирую таким образом фагоцитоз. Абсорбция опсонинов на поверхности бактериальных клеток получила название опсонизация. Среди опсонинов наибольшее значение имеют IgG и промежуточные продукты активации комплимента С3В. Опсонизирующий эффект этих веществ обусловлен тем, что на поверхности мононуклеарных фагоцитов имеются специальные рецепторы к Fc-фрагменту IgG и рецептор к С3В фракции комплимента.
3. Стадия поглощения – это процесс погружения объекта фагоцитоза в цитоплазму фагоцита с образования фагосомы и фаголизосомы. Сущность этой стадии составляют три процесса:
1) инвагинация плазматической мембраны фагоцита в месте контакта его с объектом фагоцитоза.
2) образование фагосомы, которая содержит объект фагоцитоза и окружена мембраной.
3) слияние фагосомы с лизосомами в результате чего образуется фаголизосома.
4. Стадия переваривания складывается из двух процессов:
1) уничтожение, убивание бактерий – внутриклеточный цитолиз. Он осуществляется с помощью бактерицидных систем фагоцитов. К бактерицидным системам относится: миелопероксидазная система, лизоцим, лактоферрин, неферментные катионные белки, молочная кислота. Особенность: большое значение в уничтожении бактерий играет миелопероксидазная система. Бактерицидность этой системы обусловлена двумя факторами: гипохлорид-ионом (ClO-), а также свободными радикалами и пероксидами. Все эти радикалы являются сильнейшими агентами, убивающими клетку.
2) собственно переваривание – гидролиз компонентов убитых бактерий с помощью гидролитических ферментов лизосом. Образующиеся при этом продукты гидролиза используются фагоцитами для своих нужд.
Классификация и характеристика нарушений фагоцитоза
I. Нарушения, связанные с особенностями объекта фагоцитоза.
Возбудители некоторых инфекций, таких как туберкулез, токсоплазмоз, бруцеллез, простейшие, находясь в фагосоме, выделяют вещества, которые затрудняют или делают невозможным формирование фаголизосомы, в результате чего возбудители данных инфекций персистируют в фагоцитах и поддерживают очаг хронического воспаления. Этот процесс называется незавершенный фагоцитоз. Фагоциты, поглощая частицы неорганических соединений (асбест, кварц, пыль, каменный уголь, цемент), не могут эти частицы переварить или утилизировать. При этом происходит повреждение лизосом, макрофаги погибают и вышедшие из них непереваренные частицы поглощаются новыми макрофагами. В результате поддерживается хроническое воспаление, что приводит к склерозу ткани. По такому принципу развивается силикоз, антракоз и другие пневмокониозы.
II. Нарушения, обусловленные сопряженными с фагоцитозом системами – нарушения опсонизации
К таким нарушениям могу привести:
Иммунодефициты, проявляющиеся нарушениями образования IgG Нарушения системы активации комплимента, приводящие к нарушению синтеза С3-В. Нарушение системы пропердина Дефицит фибронектина Патология селезенкиIII. Нарушения, связанные с количественными и качественными изменениями самих фагоцитов
Нарушения рецепторов к хемотаксинам и опсонинам. Нарушение специфического мембранного гликопротеина, обеспечивающего адгезивность мембраны фагоцита Нарушение микрофиламентов – синдром «ленивых лейкоцитов» Нарушение микротрубочек – сопровождается появлением гигантских лизосом, которые не могут сливаться в фаголизосому Нарушение бактерицидных систем лейкоцитов Нарушение лизосомальных ферментов Расстройства энергообеспечения фагоцитов – нарушается миграция, хемотаксис и т. д.