Учебное пособие. Иммунитет при гельминтозах.
advertisement
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ “МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ И БИОТЕХНОЛОГИИ ИМЕНИ К. И. СКРЯБИНА” С.А. ШЕМЯКОВА, М.Ш. АКБАЕВ, Н.В. ЕСАУЛОВА ИММУНИТЕТ ПРИ ГЕЛЬМИНТОЗАХ ЖИВОТНЫХ Учебное пособие Допущено Министерством сельского хозяйства Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 310800 - Ветеринария Москва - 2005 УДК: 619:616.995.1:612.017.1 С.А. ШЕМЯКОВА, М.Ш. АКБАЕВ, Н.В. ЕСАУЛОВА. Иммунитет при гельминтозах животных: Учебное пособие. - М.: ФГОУ ВПО МГАВМиБ, 2005, 55 с. Описана физиология иммунной системы и механизм иммунного ответа при гельминтозах животных. Предназначена для студентов факультета ветеринарной медицины, слушателей факультета повышения квалификации и специалистов ветеринарного профиля. Рецензенты: Заслуженный деятель науки РФ, доктор ветеринарных наук, профессор Э.Х. Даугалиева; Зав. лабораторией иммунологии ВИГИС, доктор ветеринарных наук К.Г. Курочкина; Зав. кафедрой микробиологии, Заслуженный деятель науки РФ, доктор ветеринарных наук, профессор В.А. Бурлаков. Утверждено на заседании учебно-методической комиссии ФВМ ФГОУ ВПО «МГАВМиБ им. К.И. Скрябина» от 28 февраля 2005 г., протокол № 5. 2 ПОНЯТИЕ ОБ ИММУНИТЕТЕ И ИММУННОЙ СИСТЕМЕ Иммунология как наука возникла во времена Луи Пастера, когда стало известно, что в ответ на внедрение микроорганизмов или их токсинов в организме вырабатываются защитные вещества, получившие название антител. Появилась гуморальная теория иммунитета, основоположником которой был известный биолог Пауль Эрлих. В те же годы И.И.Мечников обнаружил феномен фагоцитоза (захват и уничтожение чужеродных клеток лейкоцитами) и создал клеточную (фагоцитарную) теорию иммунитета. Мечников и Эрлих вели между собой ожесточенный спор, но оказалось, что они оба были правы, и в 1908 г. этим ученым была присуждена Нобелевская премия за разработку клеточно-гуморальной теории иммунитета. Следует подчеркнуть, что новое осмысление предмета дал в 1957 г. английский исследователь П. Медавар. Он показал, что иммунитет защищает организм не только от микробов, но и от живых клеток из тканей любого другого генетически чужеродного организма, а также доказал иммунологическую «терпимость», если антигены вводят до рождения животного. Термином «иммунитет», по мнению Р.В.Петрова (1987), обозначают способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетической чужеродности. В понятие живых тел и веществ, несущих на себе признаки чужеродного генома, могут быть включены бактерии, вирусы, простейшие, гельминты, белки, клетки, ткани, измененные аутоантигены, в том числе и раковые. В широком биологическое понимании свойство иммунитет (система – это защитных некое реакций) защитное живых многоклеточных организмов против факторов внешней и внутренней среды, нарушающих функциональную целостность организма и его генотип. 3 Несмотря на то, что как медицинский термин «im-munis» употребляли врачи до нашей эры, принципиально в том же смысле, что и сейчас, в современной иммунологии как науке и медицинской специальности отнюдь нет ясного и общепринятого понимания, что же такое именно иммунитет. Всякое ли защитное биологическое свойство – иммунитет? Есть определенные признаки, по которым иммунитет можно отличить от других защитных свойств того же организма, сосуществующих с иммунитетом и находящихся с ним также в весьма определенных взаимоотношениях. От чего необходимо защищаться многоклеточному организму в целях сохранения своей жизни как целостности? Во-первых, от проникновения во внутреннюю среду травмирующих собственные клетки субстанций из внешней среды. Вовторых, от внешних веществ, уже проникших во внутреннюю среду. Втретьих, от собственных поврежденных клеток или выполнивших свою биологическую программу клеток. Существует несколько биологических механизмов защиты многоклеточных организмов от патогенов внешней среды, и лишь один из них является иммунитетом. Поскольку организм – единое целое, разные защитные механизмы взаимосвязаны и дополняют друг друга, но это не значит, что они неотличимы один от другого. Собственно иммунитетом мы будем называть только и исключительно те защитные процессы, которые реализуются с участием лимфоцитов (Р.М.Хаитов, Г.А.Игнатьева, И.Г.Сидорович, 2000). В создании и поддержании иммунитета участвует иммунная система, т.е. совокупность всех лимфоидных органов и скоплений лимфоидных клеток, основная функция которой – обеспечивать генетическое постоянство (гомеостаз) внутренней среды организма, не допуская появления чужеродных или изменившихся собственных клеток. Т.е. распознавание и элиминация из организма собственных, но ненужных клеток (в первую очередь поврежденных инфекцией, травмированных) – некое уникальное самораспознавание и явилось тем новым эволюционным 4 приобретением многоклеточных, которое стало и продолжает быть базисной функцией новой системы клеток многоклеточных – иммунной системы. Для того чтобы распознать в каком месте в организме и в какой момент времени надо «включить» санирующие литические механизмы природа и создала лимфоциты с новой функцией молекулярного распознавания, механизм которого прочно закрепился в эволюции. С лимфоцитами появился новый механизм биологической защиты от поврежденных клеток и от инфекций – иммунитет. В генетическом аспекте иммунитет рассматривают, как способность организма отличать чужеродный материал от «своего», что жизненно важно. Поступление во внутреннюю среду организма веществ с признаками чужеродной информации грозит нарушением структурного и химического его состава. Количественное и качественное «постоянство» внутренней среды, называемое гомеостазом, обеспечивается процессами саморегулирования во всех живых системах. Иммунитет, по мнению Я.Е.Колякова (1986), - это одно из проявлений гомеостаза, приспособительный признак организма, проявление естественного и искусственного отбора, результат длительной эволюции, обусловленный изменчивостью, как организма паразита, так и организма хозяина. В этой связи иммунитет является свойством всего живого. Таким образом, более современное представление об иммунитете сформулировали Р.М.Хаитов, Г.А.Игнатьева, И.Г.Сидорович (2000). Иммунитет – это особое биологическое свойство многоклеточных организмов, в норме предназначенное для защиты от инфекций и иных внешних патогенов, способных при попадании во внутреннюю среду вступать в прочные связи с клетками и/или межклеточным веществом. Носителями этого свойства служат специализированные клетки – лимфоциты. Уникальным и отличительным свойством лимфоцитов как множества клеток является способность распознавать большое множество (~1018) разнообразных и эволюционно незапланированных молекулярных 5 объектов (антигенов). Распознавание есть физическое связывание. После распознавания лимфоцит инициирует и мобилизует как собственные, так и общевоспалительные механизмы деструкции поврежденных патогенном тканей, после чего наступает их элиминация из организма. Таким образом, кратко: Иммунитет = распознавание + деструкция поврежденных тканей. Иммунитет как процесс и результат реализуется только относительно внутренних свойств организма и свойств антигенов, на которые реагирует иммунная система. Таким образом, иммунитет защищает организм от 3 внешних типов объектов: от инфекций; от пищевых, ингаляционных и аппликаторных внешних веществ, проникающих во внутреннюю среду; от трансплантанта. К доиммунным механизмам физиологической резистентности к инфекциям и продуктам повреждения собственных клеток относят биохимические механизмы пищеварительной функции одноклеточных, т.е. ферментативные перекисного системы окисления, низкомолекулярных расщепления нитрования продуктов (протеазы, природных распада, которые гидролазы), макромолекул клетка до способна выбросить через мембрану во внешнюю среду; специализированные для расщипительно-литических процессов клетки (в первую очередь фагоциты, затем и все остальные лейкоциты общевоспалительного назначения), а также особые гуморальные ферментативные системы литического назначения в сыворотке крови и тканевых жидкостях (комплемент, лизоцим и др.). Литические биохимические механизмы агрессивны по сути. Поэтому в норме они не могут быть в постоянно активном состоянии или даже в близкой готовности к активации, иначе будут лизировать «все подряд». Вот для того, чтобы распознать, в каком месте в организме и в какой момент времени надо «включать» санирующие литические механизмы, природа и создала новые клетки – лимфоциты с новой функцией – молекулярного распознавания. С 6 лимфоцитами появился новый механизм биологической защиты от поврежденных клеток и от инфекций – иммунитет. Иммунитет бывает врожденный и приобретенный. Под термином «врожденный иммунитет» понимают то, что мы назвали доиммунными механизмами резистентности, а именно это вполне определенный перечень клеток, молекул и физиологических механизмов (бактерицидные ферменты биологических жидкостей, фагоцитоз, система комплемента и т.п.) (Р.М.Хаитов, Г.А.Игнатьева, И.Г.Сидорович (2000)). Характерная особенность «приобретенного иммунитета» - его специфичность, возбудителям. то есть Активный непосредственного устойчивость иммунитет контакта иммунной только к возникает системы определенным в с результате возбудителем (антигеном) и собственной его переработки средствами гуморального и клеточного иммунитета иммунокомпетентные клетки). (антитела, Вырабатывается сенсибилизированные он либо после перенесенной инфекции (инвазии), либо в результате вакцинации животных. В обоих случаях в организме образуются антитела против возбудителя и его продуктов метаболизма, а также возникают и дифференцируются иммунокомпетентные клетки (Т- и В-лимфоциты). Иммунная система имеет три особенности: 1. Она генерализована (рассеяна) по всему организму; 2. Ее клетки постоянно циркулируют благодаря току крови; 3. Она способна продуцировать специфические молекулы - антитела, направленные конкретно против какой-либо мишени. В организме млекопитающих одновременно существуют древняя неспецифическая система защиты и более совершенная специфическая система, которая базируется на деятельности лимфоидных клеток и конкретно направлена на определенные структуры. Эти две системы очень тесно связаны между собой. В конечном итоге, их деятельность направлена на реализацию одних и тех же целей (П.Е.Игнатов, 1995). 7 ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И ФУНКЦИИ ОРГАНОВ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ Органы иммунной системы принято разделять на центральные (первичные) и периферические (вторичные). К центральным органам относят красный костный мозг, тимус (вилочковую железу), фабрициеву сумку, которая имеется только у птиц, вместо красного костного мозга у млекопитающих и кожу. К периферическим органам принадлежат лимфатические узлы, миндалины, селезенка, лимфоидные узелки и лимфоидные (пейеровы) бляшки. Органы иммунной системы имеют строго определенную локализацию. Центральные органы располагаются в хорошо защищенных местах. В них образуются исходные стволовые клетки, осуществляются пролиферация иммунокомпетентных и первичная (ответственных за дифференциация иммунитет) клеток — лимфоцитов. Многочисленные периферические органы иммунной системы находятся на путях возможного внедрения в организм генетически чужеродных веществ, микробных тел. В них происходит созревание лимфоцитов, их пролиферация в ответ на антигенную стимуляцию. Центральные органы Красный костный мозг — вещество темно-красного цвета, полужидкой консистенции. Он располагается в ячейках губчатого вещества плоских и коротких костей, эпифизов длинных (трубчатых) костей. Красный костный мозг является одновременно органом кроветворения и органом иммунной системы. В нем содержатся полипотентные стволовые клетки — предшественники всех клеток крови и лимфоцитов. Он состоит из миелоидной и лимфоидной тканей. Строму красного костного мозга образует ретикулярная ткань в виде ретикулярных клеток и волокон. В ее петлях располагается миелоидная ткань — молодые и зрелые гемопоэтические элементы: эритроциты на различных стадиях зрелости и их предшественники, клетки гранулопоэтического ряда (нейтрофильные, 8 эозинофильные и базофильные лейкоциты), а также элементы мегакариобластического ряда, формирующие кровяные пластинки. Кроме того, в костном мозге есть плазматические клетки. Между островками клеток гемопоэтического ряда расположены скопления костномозговых лимфоцитов, концентрирующихся вокруг кровеносных сосудов. Они представлены В-лимфоцитами и предшественниками лимфоцитов. В костном мозге лимфоциты составляют 3—17% от числа всех ядросодержащих клеток. Следовательно, костный мозг поставляет полипотентные стволовые клетки для всех видов неспециализированные кроветворения клетки, способные и лимфопоэза. к Это разнообразным дифференциациям и обладающие свойством самоподдержания. Стволовые клетки сохраняются в течение всей жизни (Н. А. Козлов, 1982). Они выходят из костного мозга в кровоток, циркулируют в организме, поступают в вилочковую железу и другие лимфоидные органы, в которых осуществляется их лимфопоэтическая дифференциация, сопровождающаяся размножением и накоплением Т- или В-лимфоцитов. Вилочковая железа (тимус) располагается позади грудины в передней части верхнего средостения. Она состоит из двух вытянутых в длину асимметричных по величине долей - правой и левой, сросшихся или тесно соприкасающихся на уровне их середины. Снаружи тимус покрыт тонкой соединительнотканной капсулой, от которой внутрь органа отходят перегородки, разделяющие его на дольки. Паренхима тимуса состоит из коркового вещества - темного, расположенного по периферии долек, и мозгового - более светлого, занимающего центральную часть долек. Строма тимуса представлена ретикулярными клетками и волокнами, а также звездчатой формы эпителиальными клетками — эпителиоретикулоцитами. В петлях этой сети находятся лимфоциты тимуса (тимоциты), небольшое количество плазматических клеток, макрофаги, гранулоциты. Клетки, 9 расположенные по периферии коркового вещества, обладают высокой митотической активностью, поэтому его рассматривают как ростковое. В тимусе из кроветворных стволовых клеток созревают и дифференцируются Т-лимфоциты, ответственные за реакции клеточного и гуморального иммунитета. Стволовые клетки красного костного мозга, пройдя ряд стадий в вилочковой железе, превращаются в Т-лимфоциты, которые заселяют тимусзависимые зоны периферических органов лимфоидной системы. Кроме того эпителиоретикулоциты тимуса, которые представлены в большей степени в мозговом слое, секретируют гуморальные факторы, регулирующие иммунологические процессы — тимозин, Т-активин, тимарин, типомоэтин, тимостимулин, сывороточный и гуморальный тимусные факторы. Эпителиальные клетки мозгового слоя местами образуют компактные островки — тельца Гассаля. Афферентные лимфатические Кортикальные лимфоциты сосуды тимуса в органе отличаются отсутствуют. незрелостью и прогрессивно дифференцируются в зрелые Т-лимфоциты и мигрируют в мозговой слой, а оттуда — в кровь. У млекопитающих и птиц вилочковая железа закладывается в период раннего эмбриогенеза. С возрастом она постепенно атрофируется, обнаруживаются признаки инволюции. В тимусе появляются сначала отдельные жировые клетки, а затем разрастается соединительная ткань. В результате паренхима сохраняется лишь в виде островков (долек), разделенных жировой тканью. Полностью орган никогда не исчезает. Сумка Фабрициуса у птиц располагается на дорсальной поверхности клоаки, являясь ее дивертикулом. Основным структурным элементом сумки служит лимфоидный узелок с корковой и мозговой зонами. Сумка Фабрициуса развивается между 12-м и 13-м днем эмбрионального периода (у кур). Она заполняется группой стволовых клеток красного костного мозга, которые в дальнейшем дифференцируются в В-лимфоциты (бурсозависимые) - предшественники плазматических клеток. Инволюция 10 этого органа начинается после 7-й недели жизни цыплят. У млекопитающих аналог сумки Фабрициуса – кроветворный «росток» красного костного мозга. Периферические органы Лимфатические узлы расположены на пути следования лимфы по лимфатическим сосудам от органов и тканей к лимфатическим протокам и лимфатическим стволам. Располагаются лимфатические узлы группами, состоящими из двух и более узлов (Аминова Г. Г., 1979). Лимфатические узлы, к которым течет лимфа от органов опорно-двигательного аппарата (подколенные, паховые, локтевые и подмышечные) или от стенок тела (межреберные, надчревные), называют соматическими (париетальными). Регионарные лимфатические узлы, через которые проходит лимфа от внутренних органов (бронхолегочные, средостенные, желудочные, брыжеечные, печеночные), называются внутренностными (висцеральными). Узлы, принимающие лимфу одновременно от внутренностей и от мышц, фасций; кожи, называют смешанными (подвздошные, поясничные, глубокие латеральные шейные). Величина и форма лимфатических узлов разнообразны. Они могут быть овальными, округлыми, бобовидными, реже лентовидными и сегментарными и достигают величины 5 см и более. Каждый лимфатический узел покрыт соединительнотканной капсулой, от которой внутрь узла отходят различной длины пучки соединительной ткани трабекулы. Капсула и трабекулы состоят из плотной соединительной ткани, в которой расположены коллагеновые, эластические и ретикулярные волокна, а также гладкомышечные клетки. Внутри лимфатического узла между трабекулами находится строма, образованная ретикулярными волокнами и клетками. В петлях ретикулярной стромы располагаются клеточные элементы лимфоидной ткани. 11 Паренхима лимфатического узла состоит из коркового и мозгового вещества. Корковое вещество располагается по периферии узла, имеет более темную окраску и образовано плотными скоплениями лимфоцитов округлой формы — лимфоидными узелками. В них находятся главным образом В-лимфоциты. Различают лимфоидные узелки с центром размножения и без него. В узелках без центра размножения клетки располагаются плотно и относительно равномерно. В лимфоидных узелках с центром размножения периферическая часть узелка состоит из плотно лежащих малых и средних лимфоцитов. Центры узелков являются одним из мест размножения лимфоцитов и содержат в большом количестве лимфобласты и большие лимфоциты, митотически делящиеся клетки. Вокруг лимфоидных узелков располагается диффузная лимфоидная ткань. С внутренней стороны узелков, непосредственно на границе с мозговым веществом, находится участок лимфоидной ткани, получивший название тимусзависимой паракортикальной зоны, содержащей преимущественно Т-лимфоциты. Характерной особенностью этой части коркового вещества является наличие в ней посткапиллярных венул, стенки которых выстланы кубическим эндотелием, через который мигрируют лимфоциты. Более светлое мозговое вещество занимает центральную часть лимфатического узла. Паренхима мозгового вещества представлена скоплениями лимфоидной ткани, главным образом В-лимфоцитами. Здесь же находятся плазматические клетки и макрофаги. К каждому лимфатическому узлу, к его выпуклой стороне, подходят 4—6 лимфатических сосудов и более, которые впадают в подкапсульный (краевой) синус, расположенный между капсулой и паренхимой. От подкапсульного синуса в паренхиму узла, вдоль трабекул, уходят промежуточные синусы коркового и мозгового веществ. Они впадают в воротный синус, из которого берут начало выносящие лимфатические сосуды. В том месте, где из лимфатического узла выходят выносящие 12 лимфатические сосуды, имеется вдавливание - ворота. Через них в лимфатический узел входят артерии, нервы, а выходят вены. Стенки синусов лимфатических узлов построены таким образом, что через них могут легко проникнуть из коркового и мозгового вещества в лимфу и в обратном направлении лимфоциты, макрофаги и другие активно передвигающиеся клетки. В синусах могут задерживаться поступающие в лимфатический узел вместе с лимфой инородные частицы, микробы, опухолевые клетки. С возрастом лимфатические узлы подвергаются инволюции. В них увеличивается количество соединительной ткани, утолщаются капсула и трабекулы, появляются группы жировых клеток. Миндалины, образующие глоточное лимфоидное кольцо, расположены у самого входа в глотку. Две небные и язычная миндалины охватывают с боков и снизу зев, через который пища из полости рта проходит в глотку. Глоточная и две трубочные миндалины занимают свод глотки и ее боковые отделы (около глоточных отверстий слуховых труб) и находятся на пути воздушной струи из полости носа через хоаны в носоглотку. Паренхима миндалин образована диффузной лимфоидной тканью, состоящей из ретикулярных клеток и волокон, в петлях которых располагаются малые, средние и большие лимфоциты, макрофаги, плазматические клетки и др. В толще миндалин находятся плотные округлой формы скопления лимфоидной ткани — лимфоидные узелки. Они могут быть двух типов, с центром размножения и без него. В лимфоидных узелках без центра размножения лимфоидная ткань созревает, приходит в состояние функциональной зрелости и активности для встречи с чужеродными агентами. В некоторых лимфоидных узелках, по мере их развития, появляются центры размножения. В них много митотически делящихся клеток лимфоидного ряда, молодых лимфоцитов, а также незрелых плазматических клеток, макрофагов. Центры размножения таких узелков выделяются на гистологических срезах более светлой окраской. Узелки имеют периферическую (краевую) зону - мантию, которая 13 состоит из плотно расположенных клеток, преимущественно малых и средних лимфоцитов, которые лежат в несколько слоев в виде тонкого ободка вокруг центра размножения. Диффузная лимфоидная ткань располагается между узелками в виде тяжей. С возрастом происходят инволюция лимфоидной ткани миндалин, разрастание в них соединительной ткани и уменьшение количества лимфоидных узелков. Пейеровы бляшки представляют собой скопление лимфоидных узелков, плотно прилегающих друг к другу, и диффузной лимфоидной ткани в слизистой оболочке подвздошной, тощей и двенадцатиперстной кишок. Пейеровы (лимфоидиые) бляшки со стороны просвета кишки имеют вид слабо выраженных возвышений, преимущественно округлой или овальной формы, различных размеров. Поверхность слизистой над лимфоидной бляшкой слегка бугристая и немного приподнятая. Бляшкой считается скопление пяти лимфоидных узелков и более (В. В. Виноградов, 1987). Располагаются бляшки обычно на стороне, противоположной брыжеечному краю кишки. Предполагают, что пейеровы бляшки у млекопитающих являются эквивалентом фабрициевой сумки, в них поселяются стволовые клетки и дифференцируются В-лимфоциты. Большое количество лимфоидных узелков имеет червеобразный отросток слепой кишки. Они расположены на всем протяжении этого органа в слизистой оболочке и в подслизистой основе. Узелки расположены довольно густо, нередко друг над другом в 2—3 ряда. Залегают лимфоидные узелки на различной глубине: одни из них своей вершиной прилегают непосредственно к эпителию червеобразного отростка, другие находятся глубоко в подслизистой основе органа. Лимфоидная ткань узелков состоит из ретикулярных волокон и клеток, а также расположенных в образованных ими петлях клеток лимфоидного ряда малых, средних и больших лимфоцитов, бластов, Т- и В-лимфоцитов, макрофагов. С возрастом количество лимфоидной ткани и лимфоидных узелков уменьшается, что является 14 признаком инволюции иммунокомпентентных образований. Количество соединительной ткани в стенке органа увеличивается. Многочисленные одиночные лимфоидные узелки и скопления диффузной лимфоидной ткани находятся в толще слизистой оболочки органов пищеварения (глотки, пищевода, желудка, желчного пузыря), органов дыхания (гортани, трахеи, бронхах), мочевыводящих путей (мочеточников, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала). Лимфоидные узелки лежат на близком друг от друга расстоянии и выполняют роль сторожевых постов на пути возможного внедрения чужеродных веществ из полости этих органов в их стенки. Селезенка относится к периферическим органам иммунной системы, и только она способна отвечать иммунологической реакцией на антигены, содержащиеся в крови. Располагается селезенка в брюшной полости, в левом подреберье, имеет форму уплощенной и удлиненной полусферы с заостренными концами, фиброзную капсулу, от которой внутрь органа отходят соединительнотканные перекладины (трабекулы), содержащие коллагеновые, гладкомышечные ретикулярные клетки. и эластические Соединительнотканный волокна, остов а также селезенки составляет также ретикулярная ткань, в петлях которой расположены клетки, образующие паренхиму селезенки — ее пульпу. Различают лимфоидную белую пульпу и эритроидную красную пульпу. Белая пульпа по структуре и функции аналогична корковому слою лимфатического узла. Красная пульпа участвует в очистке организма от старых эритроцитов и в то же время является резервным органом кроветворения. Лимфоидные узелки селезенки имеют округлую форму и окружают центральные артерии, от которых в узелки отходят капилляры. Периартериальная часть лимфоидных узелков рассматривается как тимусзависимая зона, содержащая Т-лимфоциты, которые поступают сюда через стенки кровеносных капилляров из тимуса. В центрах размножения лимфоидных узелков обнаруживаются В-лимфоциты и их предшественники, 15 макрофаги. Периферия лимфоидных узелков находится на границе с красной пульпой и содержит Т-, В-лимфоциты и макрофаги. В петлях ретикулярной ткани красной пульпы расположены лимфоциты, зернистые и незернистые лейкоциты, макрофаги, эритроциты и другие клетки. Образованные этими клетками пульпарные тяжи залегают между венозными синусами. Относительное количество красной пульпы в течение жизни организма не изменяется, количество лимфоидных узелков и объем белой пульпы с возрастом уменьшаются. Вся артериальная кровь внутри селезенки обязательно проходит по мелким артериальным сосудам (центральным артериям) через лимфоидные влагалища и лимфоидные узелки, где осуществляется иммунный контроль крови. ФИЗИОЛОГИЯ ИММУННОГО ОТВЕТА С.Н.Румянцев (1984) пишет, что у позвоночных три системы иммуногенеза: конституциональная, фагоцитарная и лимфоидная. В.Д.Тимаков (1974) резюмировал, что конституциональный иммунитет, защищающий от микроскопических агрессоров не только позвоночных, но и представителей всех других форм живой материи, наследственно закрепленный в ряде поколений, обладает высокой устойчивостью. Иммунная система у позвоночных имеет двойственный характер, так как может формировать два способа защиты от чужеродного вторжения. Клеточный иммунный ответ преобладает и наиболее эффективен при попадании в организм грибов, простейших организмов, чужеродных тканей и раковых клеток. Гуморальный иммунный ответ проявляется преимущественно в период внеклеточной фазы бактериальных и вирусных инфекций. Универсальный характер иммунной системы обусловлен существованием в организме двух популяций морфологически однородных 16 лимфоидных клеток, называемых лимфоцитами: Т-клетки обеспечивают клеточный иммунный ответ, В-клетки - гуморальный иммунный ответ. У млекопитающих первичные лимфоциты-предшественники возникают в кровяных островках желточного мешка и мигрируют сначала в печень, а затем в костный мозг. На протяжении всей жизни организма в костном мозге образуются столовые кроветворные (гемопоэтические) клетки, потомки которых превращаются в предшественники лимфоцитов. При созревании из них образуются иммунокомпетентные Т- или В-клетки. Поэтому лимфопоэз следует рассматривать как дифференцировку лимфоцитов от стволовой клетки до зрелого неимунного лимфоцита, как всю совокупность явлений, происходящих в центральных и периферических органах лимфоидной системы. Он включает две фазы — антигеннезависимую и антигензависимую. Дифференциация лимфоцитов, происходящая в тимусе, костном мозге, а у птиц — в фабрициевой сумке, приводит к возникновению иммунокомпентентных клеток, т. е. клеток, имеющих ассоциированные с клеточной поверхностью антигенспецифические рецепторы и клеточные механизмы для ответа на антигенную стимуляцию. Такие клетки называются незрелыми лимфоцитами. Их образование не связано с воздействием антигена. Дифференциация, обусловленная антигеном, в конечном итоге приводит к появлению клеток «памяти» и эффекторных клеток (антигензависимая фаза созревания). Тип лимфоидных клеток, дифференцирующихся на первом этапе под влиянием тимуса, получил название тимусзависимых лимфоцитов, или Т-лимфоцитов. Из крови клетки-предшественники проникают в ткани тимуса, где приобретают поверхностные антигенные рецепторы и становятся способными заселять специальные Т-клеточные области периферических лимфоидных органов - тимусзависимые зоны. Это паракортикальные участки лимфатических селезенке, диффузная узлов, периартериальные лимфоидная ткань влагалища слизистых в оболочек пищеварительного тракта (Н. А. Козлов, 1982). После миграции на 17 периферию незрелые Т-клетки могут отвечать на стимуляцию антигеном пролиферацией, а затем дифференциацией в Т-клетки «памяти» и эффекторные Т-клетки. Различают эффекторные клетки нескольких типов, характеризующиеся разными функциями: Т-киллеры (цитотоксические клетки), которые убивают чужеродные клетки; Тhхелперы, ответственные за процессы дифференциации и пролиферации В-клеток, синтез антител и активацию макрофагов; Т A-амплифайеры, которые усиливают дифференциацию и пролиферацию Т-киллеров; Tsсупрессоры, которые отвечают за супрессию иммунного ответа; Т Dклетки, способные вырабатывать медиаторы повышенной чувствительности замедленного типа - лимфокины и ответственные за гиперчувствительность замедленного типа к антигенным субстанциям. Имеются данные, что они осуществляют противораковую защиту, а также повышают резистентность против некоторых бактериальных инфекций, связанных с внутриклеточным паразитированием возбудителя, и противовирусный иммунитет. Описана для Т-лимфоцитов субпопуляция, имеющая активные рецепторы к эритроцитам барана и для С 3 компонента комплемента. Они получили название Д-лимфоциты (двойные). Тпомощники и Т-супрессоры являются главными регуляторными клетками при иммунном ответе. Второй тип лимфоидных клеток называют В-лимфоцитами, которые предназначены для реализации гуморального иммунного ответа с образованием специфических антител. Созревание В-клеток также включает в себя антигеннезависимую фазу, во время которой В-клетки приобретают свойство заселять специфичные для них зоны в периферических органах лимфоидной системы и свойство клеточного распознавания. У них появляются ассоциированные с клеточной поверхностью антигенспецифичные тимуснезависимые области в рецепторы. пейеровых В-зоны бляшках, или миндалинах представлены лимфоидными узелками, в лимфатических узлах и 18 селезенке — лимфоидными узелками и медуллярными тяжами. В этих зонах В-клетки могут отвечать на антигенную стимуляцию пролиферацией, а затем дифференциацией в В-клетки «памяти» и секретирующие антитела плазматические клетки (антигензависимая фаза). Существует популяция лимфоцитов, не имеющая ни Т-, ни Вмаркеров — нуль-лимфоциты. В норме они составляют 2—15% всех лимфоцитов. Среди них выявлены L- и К-лимфоциты, NK-клетки (естественные киллеры). L- и К-лимфоциты способны осуществлять антителозависимый, не требующий присутствия комплемента лизис клеток-мишеней. NK-клетки в настоящее время рассматриваются как главные клетки, осуществляющие противоопухолевую защиту. Все лимфоциты взаимодействуют с антигеном и друг с другом с помощью рецепторов, лимфоцитов. которые Функцию неодинаковы рецепторов у разных выполняют антитела типов или антителоподобные молекулы, связанные с мембраной лимфоцитов. Присоединение антигена к рецептору В-клетки индуцирует гуморальный иммунный ответ; связывание антигена с Т-клетками приводит к развитию клеточного иммунного ответа (И.Л.Вейсман, Л.Е.Худ, У.Б.Вуд, 1983). В настоящее время общепризнано существование на Т-лимфоцитах рецепторов двух типов - для распознавания чужеродных и своих антигенов. Большая роль в иммунном ответе принадлежит также системе макрофагов. Она включает моноциты крови и тканевые макрофаги. Они являются доминирующими клетками мононуклиарной фагоцитарной системы и обнаруживаются в крови, соединительной ткани, костном мозге, печени, легких, нервной системе, в брюшной, плевральной и суставных полостях (Р.В.Петров, 1987). К тканевым макрофагам относятся макрофаги кроветворных органов, гистиоциты соединительной ткани, альвеолярные макрофаги, клетки Купфера в 19 печени и другие. Макрофаги возникают из стволовой кроветворной клетки в костном мозге. Развитие их проходит ряд стадий: монобласт - промоноцит - моноцит - макрофаг. Формирование органо- и тканевоспецифических макрофагов зависит от тканевого окружения, в которое они попадают. Тканевые макрофаги постоянно пополняются моноцитами из крови. Популяция мононуклеарных фагоцитов гетерогенна по морфологическим, биохимическим и иммунологическим свойствам. В структуре макрофагов большой объем занимает цитоплазма, что позволяет им перерабатывать частицы значительного размера. Макрофаги образуют псевдоподии и содержат большое количество разнообразных ферментов, гидролизирующих белки, углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты. Эти ферменты находятся в лизосомах. Слияние лизосом с фагосомами (пузырьки, окруженные мембраной, внутри которых находится чужеродная частица) приводит к образованию фаголизосомы и к перевариванию и разрушению фагоцитированной частицы. Нейтрофилы происходят также из стволовых кроветворных клеток, на их мембране находятся рецепторы для Fs-фрагментов иммуноглобулинов, в том числе и для агрегированного IgG и иммунных комплексов (продукт взаимодействия антител с соответствующим антигеном); С3-компонентов комплемента, гистамина, эритроцитов барана и др. Нейтрофилы не делятся и имеют набор биологически активных веществ, находящихся в гранулах. Основная функция нейтрофилов - фагоцитоз, но они принимают участие в специфическом звене киллерного эффекта и осуществляют антителозависимую цитотоксичность, получая с помощью антител сигнал от лимфоцитов. Эозинофилы, базофилы и тучные клетки находятся в крови, рыхлой соединительной ткани и происходят из костного мозга. Эозинофилы принимают активное участие в реализации как клеточного, 20 так и гуморального иммунного процесса, имея рецепторы к иммуноглобулинам различных классов и компонентам комплемента, им свойственен фагоцитоз. иммуноглобулинам Базофилы и IgG IgЕ, имеют принимают рецепторы активное к участие в межклеточных взаимодействиях. Но основная функция этих форменных элементов – участие в развитии противопаразитарного иммунитета (Э.Х.Даугалиева, В.В.Филиппов, 1991). ИММУННЫЙ ОТВЕТ ОРГАНИЗМА Эпоха изучения механизмов иммунного ответа ознаменована бурным темпом развития понимания природы индукции и регуляции в иммунных реакциях. Доказано, что для развития и регулирования иммунного ответа необходимо сотрудничество нескольких типов иммунокомпетентных клеток. Они способны в совокупности перерабатывать и распознавать антиген, взаимодействовать между собой, дифференцироваться под действием антигена и выполнять эффекторные функции. На огромном экспериментальном материале, полученном методом культивирования клеток в системе ин виво и ин витро показано, что иммунный ответ против большинства природных и синтетических антигенов реализуется при активном взаимодействии различных классов и субклассов Т- и В-лимфоцитов (Петров Р.В., Манько В.М., 1989). Однако лимфоидные клетки могут взаимодействовать с чужеродными агентами и отвечать на них лишь в специализированных органах иммунной системы, в которые они попадают с током крови и лимфы. Лимфатическая система при этом выполняют три важнейшие функции: концентрирует антигены из всего организма в нескольких лимфоидных органах; пропускает всю популяцию лимфоцитов через эти органы, благодаря чему в короткий период времени каждый антиген предстает перед всем набором существующих в организме антигенспецифичных 21 лимфоцитов; переносит продукты иммунного ответа, антигенспецифичные Т-клетки и антитела в кровоток и ткани. Попавшие в интерстициальные пространства тканей антигены с током лимфы приносятся в лимфоидные органы – регионарные лимфоузлы, миндалины, пейеровы бляшки. Антигены, проникшие в кровь, захватываются макрофагами селезенки, печени и легких. Однако иммунологические реакции проявляются только в селезенке. Иммунная система распознает особенности поверхности макромолекул, не являющихся нормальными составными частями данного организма и обладает способностью синтезировать около 10 5108 различных молекул антител, которые в совокупности могут распознать практически любое число антигенов. Это специфическое распознавание осуществляют, с одной стороны, сывороточные белки — антитела, а с другой — подобные им молекулы, находящиеся на поверхности Т-лимфоцитов. Распознаваемые ими чужеродные агенты называются антигенами. Они несут признаки чужеродной генетической информации. Антиген, вызывающий ответ иммунной системы, называется иммуногеном. Эффективными иммуногенами можно считать такие макромолекулы, полисахариды, как чужеродные полипептиды, белки, нуклеиновые липополисахариды, кислоты, искусственные полимеры. Молекулы с молекулярной массой менее 5000, как правило, неиммуногенны. Однако множество неиммуногенных молекул, называемых гаптенами, могут стимулировать иммунный ответ, но только в том случае, если они соединены с большой молекулой-носителем (белком). Гаптен адсорбируется белком и обладает уже свойствами иммуногена. Это комплексное соединение называется конъюгированным антигеном. Часть антигена, с которой связывается антитело, называется антигенной детерминантой. Последовательность явлений, происходящих при гуморальном иммунном ответе следующая. На попавший в организм антиген сначала 22 реагируют макрофаги. На поверхности макрофагов имеются различные рецепторы: для комплемента, лимфокинов, хемотаксических факторов, фибрина, ксеногенных эритроцитов, а также для F-константных фрагментов некоторых иммуноглобулинов. Эти рецепторы обеспечивают прилипание и фагоцитоз различных чужеродных частиц и бактерий, который является наиболее древним и мощным механизмом как наследственного, так и приобретенного иммунитета. Среди клеток, обладающих способностью фагоцитировать различают микрофаги (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы), которые первыми появляются в очаге воспаления, и макрофаги (звездчатые эндотелиоциты печени, селезенки, лимфатических узлов, тимуса, гистиоциты соединительной ткани) ( Петров Р.В.,1968, Брондз Б.Д.,1977). Микрофаги ведут свое происхождение от клеток соединительной ткани, которые циркулируют в крови 6-7 часов, в очаге воспаления до 5 суток. Жизнеспособность макрофагов значительно дольше, в кровяном русле - до 3 суток, а в очаге воспаления до нескольких суток. Макрофаги участвуют в распознавании антигена, они фагоцитируют в основном бактерии, а могут захватывать и переваривать грибы, простейшие, вирусы, гельминты и, что особенно важно, участвуют в образовании иммунных антител. Фагоцитоз осуществляется в несколько стадий: соединение фагоцита с микробом, погружение последнего вместе с участком клеточной стенки внутрь фагоцита и его переваривание в лизосомах (Анфалова Т.В., Галактионов В.Г., 1977). Как известно, фагоцитоз активируется под действием нормальных и иммунных антител, а также ряда фармакологически активных веществ – лимфокинов, выделяемых сенсибилизированными к антигену лимфоцитами тимуса (Т-лимфоцитами). Подвижные и фиксированные фагоциты, очищая кровь, лимфу, ткани и органы от микробов и их токсинов, составляют основу клеточного иммунитета, принимая участие 23 в процессе образования иммунных антител, с которыми связано формирование приобретенного специфического иммунитета. Все эти клетки формируются из гемопоэтических стволовых клеток. Стало известно, что все иммунокомпетентные клетки возникают из недифференцированных кровеносных стволовых клеток, через стадию Костный престволовых мозг служит элементов соответствующей источником стволовых ориентации. клеток, как для кровеносных, так и для лимфоидных элементов. Исследованиями последних лет доказано, что формирование специфических защитных реакций не является единственной функцией лимфоцитов. Взаимодействуя со стволовыми клетками, лимфоциты обеспечивают также регуляцию кроветворения. С другой стороны поддержание пула лимфоидных клеток достигается за счет функционирования кроветворной клеточной системы, центральной фигурой которой является полипотентная стволовая клетка. Общие введения о том, что для индукции любого иммунного ответа различные иммунокомпетентные клетки могут взаимодействовать друг с другом, были многократно подтверждены, вошли в учебники и руководства по иммунологии. В специфическом иммунном ответе на белки и другие Т-зависимые антигены макрофаги представляют антиген Т- и В-лимфоцитам, а Т-лимфоциты оказывают В-лимфоцитам «помощь» при размножении и дифференцировке, происходящей под влиянием того же антигена. В процессе активации специфического к антигену клона Т-лимфоцитов участвуют вспомогательные субпопуляции тех же клеток – происходит Т – Т взаимодействие. Т-супрессоры, а также макрофаги с супрессорными свойствами регулируют активацию, замедляя размножение клеток, которые подвергались воздействию антигена или поликлонального активатора. К настоящему времени получены уточняющие данные о 24 характере и факторах взаимодействия, происходящего при активации клеток, об их субпопуляционной принадлежности. Макрофаги и Т-лимфоциты. Участие макрофагов в презентации антигена Т-лимфоцитами зависит от двух различных процессов. Присутствие макрофагов необходимо для индукции пролиферации Тлимфоцитов антигенами или митогенами. Важность образования интерлейкина-1 макрофагами для активации Т-лимфоцитов необходимо для обеспечения прочного контакта взаимодействующих клеток. Тлимфоциты и макрофаги взаимно подталкивают друг друга к состоянию активации и не так легко выявить, какая из клеток совершает первый «толчок» во взаимодействии макрофагов и Т-лимфоцитов. Здесь имеются интересные популяционные аспекты. С одной стороны не все лимфоциты в равной степени зависимы от макрофагов. Это было показано в опытах активации с помощью ФГА лимфоцитов крови, разделенных в градиенте плотности. Лимфоциты высокой плотности не могли отвечать на ФГА в отсутствии моноцитов. Однако более крупные моноциты с плавучей плотностью 1,064-1,062 все же размножались под влиянием ФГА. С другой стороны, определенная субпопуляция макрофагов может оказывать супрессивное действие на активированные лимфоциты. Это было показано на примере взаимодействия с макрофагами лимфоцитов, полученных в процессе иммунизации конъюгатом носитель-гаптен, но специфичных не к носителю, а к гaптену. Данный механизм может вести к ограничению иммунологического процесса, его регулированию (Klaus G.G., 1985). Таким образом, можно влиять на функции Т-лимфоцитов, изменяя популяции макрофагов. Взаимодействие между Т-лимфоцитами. Взаимодействие между различными субпопуляциями Т-лимфоцитов было впервые отмечено при изучении становления клеточного иммунитета. (Петров Р.В., 1976). Клетки, способствующие накоплению Т-лимфоцитов с эффекторной 25 функцией, были обозначены как лимфоциты хелперы, а тормозящие развитие иммунологического ответа на эритроциты барана – Тсупрессоры. Индустрия накопления Т-супрессоров также требует взаимодействия различных субпопуляций Т-лимфоцитов (Webb D.R., 1983). Т-_и_В-лимфоциты. Наиболее изученным видом Т-В- взаимодействия является «помощь», которую оказывают Т-хелперы иммунизированных животных. Эта помощь необходима для успешного размножения В-лимфоцитов, активируемых Т-зависимым антигеном, и их последующей дифференцировки в АОК. Накоплено немало сведений о том, что Т-хелперы и В-лимфоциты обычно распознают различные детерминанты одной и той же антигенной молекулы. Установлено, что «помощь» в активации специфических антителообразующих клеток может быть оказана не только хелперами, но и Т-замещающим фактором. Активированные Т-лимфоциты специфического клона способны образовать также неспецифический, поликлональный Тзамещающий фактор, обеспечивающий поликлональное размножение Влимфоцитов (Webb D.R., 1983). Непременным спутником любого вида активации в смешанной популяции лимфоцитов являются исследователей привлечен к специфические Т-супрессоры, Т-супрессоры. факторам, которые способным были Интерес заменить обнаружены в культуральной жидкости соответствующих линий Т-лимфоцитов. В нем была обнаружена идиотипическая детерминанта, соответствующая специфичности некоторые супрессии. антигены Благодаря собственных способности клеток распознавать Т-лимфоциты могут регулировать и такие физиологические процессы, как пролиферация и дифференцировка кроветворных клеток, ход которых также изменяется в условиях активации иммунной системы (Петров Р.В., Манько В.М.,1989). 26 Макрофаги и В-лимфоциты. Макрофаги представляют антиген на своей поверхности не только Т-, но и В-лимфоцитам, а также регулируют ход иммунного ответа, выделяя ряд медиаторов, простогландины, некоторые ферменты, супероксидазные анионы. Сравнительно мало изучен вопрос о роли макрофагов в развитии иммунного ответа на Тнезависимые антигены, а также на размножение В-лимфоцитов под влиянием соответствующих митогенов. Есть работы, свидетельствующие об участии макрофагов в активации В-лимфоцитов. Установлено, что макрофаги, хотя и неабсолютно необходимы, но весьма важны в системе клеток, осуществляющих иммунный ответ на Т-независимый антиген. Механизм вспомогательного действия макрофагов при активации В-лимфоцитов антигенами или митогенами не вполне изучен. По-видимому, большую роль в этом случае играют медиаторы, образуемые макрофагами, в первую очередь интерлейкин-1, который может быть комитогенным фактором для В-лимфоцитов. Активированные макрофаги являются индуктором и регулятором активации В-лимфоцитов (Phipps R., Scott D., 1983). В-лимфоциты, несущие на поверхности чужеродный антиген, способны стимулировать лимфоцитов. размножение Таким образом, антигенпрезинтирующими клетками сенсибилизированных В-лимфоциты вместо Т- служат макрофагов. Это наблюдение принципиально важно в том отношении, что заставляет предполагать возможность распознавания в В-лимфоцитах «непроцессированного» антигена Т-лимфоцитами. В связи с этим было высказано предположение об альтернативных возможностях начала иммунного процесса с участием макрофагов в случае корпускулярного антигена и с участием В-лимфоцитов в случае антигена растворимого. Таким образом, общая картина взаимодействия клеток в процессе активации является очень сложной. Т- и В-лимфоциты, моноциты, макрофаги оказались способны взаимно 27 обеспечить активацию, супрессию, толерантность или «модуляцию» функций в иммунологическом процессе. Образование антител есть результат межклеточных взаимодействий, возникающих под влиянием иммунного стимула. В нем принимают участие Т- и В- лимфоциты (Петров Р.В., 1976, 1983), последние способны как усиливать, так и подавлять иммунный ответ. Установлено, что предшественниками клеток с высоким уровнем секреции антител являются В-лимфоциты. Т-лимфоциты никогда не превращается в клетки, секретирующие иммуноглобулины. В процессе иммунного ответа появляются антитела, которые образуются плазматическими клетками и принадлежат к классу белковиммуноглобулинов. распознавание Молекула антигена и антитела его выполняет элиминацию. две функции: Антитела могут взаимодействовать с любым числом антигенов, однако элиминация осуществляется не всегда. Функциональная двойственность молекулы антитела отражается на ее пространственной структуре. Основной структурной единицей иммуноглобулинов является четырехцепочный полипептидный комплекс. В связи с особенностями строения константных участков сывороточные иммуноглобулины млекопитающих подразделяют на пять классов IgM, IgG, IgA, IgD, IgE, которые соответствуют антителам с разными эффекторными функциями. IgM - первые антитела, образующиеся в ответ на иммуноген. Они находятся главным образом в крови и очень медленно проникают в интерстициальную жидкость, но не проходят через плаценту к плоду. Эти иммуноглобулины особенно эффективны против микроорганизмов. IgG содержатся в крови и межтканевых пространствах. Это единственный класс иммуноглобулинов, способных проникать через плаценту и обеспечивать иммунную защиту развивающегося плода. IgG активируют систему комплемента, ускоряют переваривание чужеродных частиц макрофагами. IgA создают барьер против антигенов в 28 местах их наиболее вероятного проникновения: в желудочно-кишечном тракте, молочной железе. IgA - основной иммуноглобулин молока и молозива, обнаружен также в слюне, слезах и поте. IgD обычно находится в крови и присутствует на поверхности большинства циркулирующих лимфоцитов в качестве рецепторов. IgE находятся в крови. Они прочно связываются с тучными клетками соединительной ткани и базофилами крови, которые в свою очередь высвобождают гистамин и гепарин. Это приводит к местному расширению сосудов и сокращению гладкой мускулатуры некоторых органов А.Н.Голиков, В.Д.Фомина, 1995). Они связывают и частично разрушают антиген и в высокоиммуногенной форме представляют его Т h-хелперам. Кроме того, макрофаги передают от Т-лимфоцитов специфический сигнал включения В-лимфоцитам на этапе их взаимодействия при иммунном ответе. Одновременно на В-лимфоциты действуют Т-супрессоры с помощью индуктора иммунопоэза. Макрофаг присоединяется к Влимфоциту гаптеновыми участками антигена. Такой активированный Влимфоцит, размножаясь, првращается в плазматические клетки, которые вырабатывают иммуноглобулины. Антитела обезвреживают антиген, а Тсупрессоры обеспечивают появление такого количества антител, которое организму нужно. После этого макрофаги удаляют избыточное коли- чество антигенного материала, которое может блокировать кооперацию Т- и В-лимфоцитов. Являясь активно секретирующими клетками, макрофаги вырабатывают лизоцим, интерферон, ряд компонентов системы комплемента, митогенный белок, стимулирующий синтез ДНК и цитотоксины лимфоцитами. Интерлейкин-1, выделяемый макрофагами, стимулирует дифференциацию Тh-хелперов. После контакта с антигенным материалом у них не сохраняется «память». Клеточный иммунитет более древний в филогенетическом развитии. Как и при гуморальном иммунитете, на внедрение антигена реагируют 29 макрофаги и Тh-хелперы. Тh-лимфоциты соединяются с антигеном и начинают выделять вещество-медиатор - интерлейкин-2. Взаимодействию антигена и Тh-хелперов, а также превращению Тh в клетки-киллеры помогают Тд-лимфоциты. Интерлейкин-2 вызывает пролиферацию Тэффекторов, в результате чего образуется множество Т-киллеров. Тк-клетки устремляются к антигенам. Они попадают в кровоток, быстро собираются на стенках кровеносных сосудов в местах внедрения антигена. После миграции через стенки сосудов в ткани Тк инициируют воспаление и обеспечивают элиминацию вторгшегося антигена. Тк-клетки и обезвреженные антигены уничтожаются макрофагами. При первой встрече с антигеном в организме образуются не только эффекторные клетки, но и клоны клеток памяти, которые при повторной стимуляции тем же антигеном способны превращаться в эффекторные клетки и клетки памяти. Продолжительность жизни эффекторной клетки измеряется днями, клетки памяти могут сохраняться в популяции лимфоцитов десятилетиями. Поэтому при повторном проникновении антигена в организм иммунный ответ наступает быстрее и более эффективен. Наряду со специфическими иммунологическими реакциями в организме существуют неспецифические факторы защиты, которые способствуют повышению его сопротивляемости к антигенам. К ним относятся непроницаемость кожных и слизистых покровов для большинства микроорганизмов, кислотность содержимого желудка, бактерицидность кожных секретов, наличие в крови и других жидкостях организма ферментативных систем лизоцима и пропердина. Все эти факторы неспецифической резистентности существуют в организме независимо от воздействия антигена и предназначены для других целей. Бактерицидность кожных покровов связана с кислотностью кожных секретов и химическими превращениями, высвобождающими перекись водорода. Лизоцим вырабатывается для регулирования проницаемости 30 мембран путем воздействия на полисахаридные комплексы. Поскольку оболочка некоторых микроорганизмов содержит полисахаридные комплексы, лизоцим разрушает и их. Нужно подчеркнуть, что иммунная система в норме не реагирует иммунологическими реакциями против антигенов собственного организма. Эта неспособность развивать иммунный ответ на специфические антигены называется толерантностью. Она основана на возможности организма различать свои и чужие молекулы. Толерантность приводит к элиминации и подавлению всех клонов лимфоцитов, способных реагировать на антигены собственного организма. При нарушении этого процесса возникают аутоиммунные заболевания. В настоящее время достигнуты большие успехи в изучении тонких механизмов, лежащих в основе реакции приобретенного иммунитета, выполнен ряд работ, имеющих большое теоретическое и практическое значение в расшифровке механизма иммунитета при гельминтозах и новых подходов в лечении и профилактике этих заболеваний. В создании иммунитета участвует весь организм как целостная система, все защитные механизмы которого взаимосвязаны в этих функциях. Наряду с факторами специфической защиты действуют многочисленные неспецифические факторы. Учитывая изложенное, можно представить сложности, возникающие при изучении процесса активации иммунного ответа в деталях при гельминтозах. МЕХАНИЗМ ИММУННОГО ОТВЕТА ПРИ ГЕЛЬМИНТОЗАХ История изучения иммунитета при гельминтозах исчисляется несколькими десятилетиями. Уже в первых работах в этой области был доказан приобретенный иммунитет к шистозомозу у лошадей и телят (Фуджинами, 1916), трихинеллезу у крыс, гемонхозу у овец 31 (Д.Т.Кульбертсон, 1948) и т.д. Начало изучению иммунитета при гельминтозах в Н.П.Шихобаловой, СССР было положено В.И.Пухова, работами Э.А.Давтяна, Р.С.Шульца, П.А.Величкина, В.С.Ершова, Е.С.Лейкиной и другими. Касаясь проблемы иммунитета, Р.С.Шульц в 1957 году писал: «В настоящее время не может быть споров о том, существует ли иммунитет при гельминтозах, и если существует, то не является ли он иммунитетом, принципиально отличным от иммунитета при бактериальных, вирусных, протозойных и другого рода заразных заболеваниях. Иммунитет при гельминтозах отличается от всякого другого принципиально не иммунитета, вызываемого возбудителями иной природы». Указывая на общефизиологические и общеиммунологические закономерности в развитии иммунитета при гельминтозах, он имеет особенности, которые складываются в зависимости от характера паразито-хозяинных отношений, от специфических особенностей биологии, морфологии и физиологии гельминтов. В настоящее время достигнуты большие успехи в изучении тонких механизмов, лежащих в основе реакции приобретенного иммунитета, выполнен ряд работ, имеющих большое теоретическое и практическое значение в расшифровке механизма иммунитета при гельминтозах и новых подходов в лечении и профилактике этих заболеваний. В создании иммунитета участвует весь организм как целостная система, все защитные механизмы которого взаимосвязаны в этих функциях. Наряду с факторами специфической защиты действуют многочисленные неспецифические факторы. При развитии инвазионного процесса способность организма животного противостоять возбудителям гельминтозов определяется, в основном, активностью гуморальных и клеточных факторов защиты. 32 Иммунный ответ на возбудителей инвазий определяется особенностями их биологии и антигенной структуры. Особое значение в иммуногенезе паразитарных болезней животных имеют жизненный цикл паразита, его антигенная пластичность и изменчивость (Я.Е.Коляков, 1986). Характер течения иммунологического процесса при гельминтозах во многом определяется вирулентностью возбудителей - индивидуальной (приобретенной в процессе предшествующего онтогонистического развития), штаммовой или расовой степенью патогенности возбудителя, проявляющихся на данном хозяине в определенных конкретных условиях (Р.С.Шульц, Э.А.Давтян, 1956). К отличительным особенностям гельминтов относят: неспособность паразитов размножаться в организме хозяина (за редким исключением); относительно большие размеры; своеобразие путей миграции; воздействие на органы различных антигенов в процессе их стадийного развития; выход личинок или яиц у некоторых гельминтов из организма хозяина происходит с разрывом или закупоркой кровеносных сосудов (Р.С.Щульц, 1976). В результате иммунитет при гельминтозах характеризуется слабой степенью напряженности, особенно при однократном заражении, относительно коротким сроком действия. Интенсивность иммунного ответа зависит от числа гельминтов, поступающих в организм (Э.Х.Даугалиева, К.Г.Курочкина, А.В.Аринкин, 1996). Предполагается, что в системе паразито-хозяинных отношений формируется «адаптационная толерантность», ведущая к снижению иммунореактивности. Происходит это потому, что антигены паразита похожи на антигены хозяина (J.Sprent, 1959). В дальнейшем RT.Damian (1954) исследовал явление молекулярной мимикрии у гельминтов и высказал предположение о том, что паразиты могут синтезировать АГ хозяина в качестве эволюционной «хитрости» для ослабления иммунного ответа. Развитию паразита в организме хозяина способствует такой феномен, как иммунологическая индукция. Она заключается в особенности паразита 33 изменять процесс протеиногенеза синтеза у белка в промежуточного зависимости и от особенностей окончательного хозяина с образованием общих белковых антигенов (A.Capron et al., 1968). Гельминты отличаются от паразитических бактерий, грибков, вирусов и простейших и большей длительностью биологического цикла. Процесс развития яиц и личинок до инвазионной стадии у многочисленных видов гельминтов резко отличается друг от друга. В пределах даже одного вида гельминтов время его развития до половозрелой стадии в организме животного может быть также различным. Иммунные реакции, направленные против паразитических организмов, представляют собой сложную последовательность защитных реакций и могут проявляться в подавлении или замедлении развития гельминтов, сокращении длительности их жизни (B.M.Ogilvie, E.C.Jones, 1971), снижении способности к размножению, в проявлении феномена «самоизлечения», а также к гибели паразита. Широкие исследования иммунореактивности при гельминтозах, проведенные рядом авторов, показали, что значение клеточно- опосредованного иммунитета в системе паразито-хозяинных отношений чрезвычайно велико. Например, G.Stenbach, H.Meyr (1971) отмечают, что действие клеточного иммунитета при гельминтозах заключается, повидимому, в том, чтобы обеспечить реакцию сенсибилизированных клеток с этими паразитами и вызвать местное воспаление. Связанное с этим высвобождение лимфокинов, биогенных аминов и других биологически активных веществ (клеточных энзимов) создает неблагоприятную среду для паразита и приводит его к гибели. Многочисленные последующие исследования показали, что гельминты несут на своей поверхности, кроме собственных антигенов, рецепторы, участвующие в иммунном ответе (Fc, Ig), а также групповые АГ маркерных систем хозяина - ГКГС, ABO (D.J.Mc Darren, 1975). 34 Явления молекулярной мимикрии и иммунологической индукции позволяют считать, что они оказывают влияние на основные патогенетические механизмы при гельминтозах (Н.Н.Озерецковская, 1976). В специфическом иммунном ответе на белки и другие Т-зависимые антигены макрофаги представляют антиген Т- и В-лимфоцитам, а Тлимфоциты оказывают В-лимфоцитам «помощь» при размножении и дифференцировке, происходящей под влиянием того же антигена. В процессе активации специфического к антигену клона Т-лимфоцитов участвуют вспомогательные субпопуляции тех же клеток - происходит Т-Т взаимодействие. Наиболее изученным видом Т-В взаимодействия является «помощь», которую оказывают Т-хелперы иммунизированных животных. Эта помощь необходима для успешного размножения В-лимфоцитов, активируемых Тзависимым антигеном, и их последующей дифференцировки в АОК. Накоплено немало сведений о том, что Т-хелперы и В-лимфоциты обычно распознают различные детерминанты одной и той же антигенной молекулы (P.R.J.Webb, 1983). Об участии макрофагов в иммунологической перестройке после заражения морских свинок личинками диктиокаулюсов, отмечали И. Денев и И. Бъерданов (1974). K.Yoan, Lymnery et al. (1986) выявили с помощью моноклональных антител возрастание активности макрофагов при экспериментальном аскариозе свиней. Ранее было высказано предположение, что лимфоидные клетки людей, зараженных шистосомами, индуцируют отсутствие реакции специфических Т-1 лимфоцитов (ЛЦ), что ведет к снижению интенсивности гранулематозного воспаления вокруг яиц шистосом, характерного при шистосомозах. Flоres Villanuela Pedro, Harris Timalhis, Rictan Navach (1994) показали, что макрофаги, выделенные из гранулем, образовавшихся вокруг яиц шистосом, не оказывают стимулирующего действия на клонированные cпецифические относительно растворимого АГ яйца шистозом, C4±Th-l 35 мышиные лимфоциты продолжают оказывать в то же время стамулирующее действие на Th-l лимфоциты мышей. Более того, МФ и ГР обуславливают отсутствие реакции ЛЦ на стимуляцию специфическими АГ. На основе этих данных механизмы регуляции воспалительных реакций вокруг яиц при повторных заражениях изучали с помощью 2-х подходов. Во-первых, при повторных заражениях, наблюдалось значительное снижение воспалительных реакций и образования гранулем вокруг яиц шистосом (но этого не наблюдалось при использовании яиц аскарид); одновременно в условиях in vitro отмечалось ингибирование специфической пролиферации пассивный клеток перенос лимфатических макрофагов из узлов мезентерия. гранулем (но не Во-вторых, макрофагов перитонеальной жидкости) также приводил к значительному сокращению размера гранулем в условиях in vivo и ингибированию пролиферации ЛЦ in vitro. Более того, анализ продукции цитокинов стимулированными клетками лимфоузлов у мышей, которым пересадили макрофаги из гранулем, в отличие от животных, которым пересаживали МФ из перитонеальной полости или ничего не пересаживали, показал, что продукция Th-1 клетками ИЛ-2 понизилась до порогового уровня, тогда как продукция ИЛ-4 и ИЛ-10 Th-2 клетками увеличилась. Полученные данные подтверждают высказанное выше предположение, что МФ и ГР индуцируют отсутствие реакции Тh-l клеток на стимуляторы, что ведет к ингибированию развития воспалительных процессов вокруг яиц шистосом и образования ГР. По данным В.С.Ершова и Н.И.Наумычевой (1966), аллергические реакции выделены в сенсибилизированном организме при гельминтозах как один из механизмов иммунитета. Гельминтозы относят к заболеваниям с обязательным аллергическим компонентом. Роль аллергенов могут играть и функциональные и соматические АГ гельминтов. В ответ на аллергены организм хозяина вырабатывает AT, называемые гомоцитотропными и относящиеся к различным классам иммуноглобулинов. 36 По классификации Gell, Coombs (1968), выделяют 4 типа аллергических реакций. При аллергической реакции 1 типа АГ соединяются с фиксированным на тучных клетках базофилах, тромбоцитах, IgE, что обуславливает деструкцию этих клеток, выделение и последовательную активацию большого количества фармакологических веществ медиаторного действия (М-веществ): гистамина, калликреина, брадикинина, ацетилхолина, гепарина, медленно реагирующего вещества анафилаксии - анафилатоксина, химазы и др. Эти вещества действуют на сосуды, гладкую мускулатуру и клетки-мишени, на свертывающую систему крови. Н.Д. Беклемишев (1986) считает, что аллергические реакции 1 типа следует рассматривать как часть иммунного механизма, выработанного для зашиты от инвазий, в первую очередь, гельминтами. Этот тип реакции лежит в основе аллергии немедленного типа и анафилаксического шока (АШ). Аллергическая реакция 2 типа возникает в случаях соединения АГ в присутствии комплемента с цитотоксическими лизирующими антителами классов IgG и IgM, фиксированными на клетках различных тканей и органов с последующим их повреждением. Аллергическая реакция 3 типа, или типа Артюса, характеризуется повреждением ткани иммунными комплексами. При поступлении в высокоиммунный организм необычно больших количеств АГ образуются циркулирующие иммунные комплексы с AT классов IgG и IgM, на которых фиксируется комплемент. По современным представлениям, в реакции связывания комплемента участвуют в определенной последовательности 9 компонентов. Этот тип аллергической реакции может включаться в случаях спонтанной гибели тканевых гельминтов, в особенности при специфической антгельминтной терапии. Аллергическая реакция 4 типа, замедленного, или туберкулинного типа, или опосредованная клетками, характеризуется развитием гиперчувствительности, при которой сенсибилизированные лимфоциты реагируют со специфическим АГ в основном в присутствии макрофагов. 37 При этом из лимфоцитов высвобождаются в большом количестве лимфокины, приводящие к вторичным изменениям. Реакция этого типа развивается при всех гельминтозах как обязательный компонент патологического процесса (Б. А Астафьев, 1987). В аллергической реакции появляются как «защитные, так и болезнетворные, вредные для организма черты» (А.Д.Адо, 1978). Элементы защитного характера проявляются в ускоренной элиминации паразитов при повторных инвазиях, в освобождении от части гельминтов при чрезвычайно интенсивных инвазиях, в образовании препятствий для мигрирующих личинок с целью их последующего обезвреживания, особенно в случаях суперинвазий, в снижении репродуктивной функции гельминтов (Б.А.Астафьев, 1975; Stewart et al., 1985 и др.). В настоящее время известно 5 классов иммуноглобулинов. Большое внимание в последние годы привлекли антитела, относящиеся к иммуноглобулину класса Е. Иммуноглобулин Е, как и IgA, относится к сывороточным иммуноглобулинам, продуцируемым плазматическими клетками слизистой оболочки кишечника, дыхательных путей и другими органами. IgA при гельминтозах вырабатывается очень мало, тогда как IgE – в больших количествах; он циркулирует в крови, имеется в содержимом и слизистой оболочке кишечника, мокроте и т. д. У больных гельминтозами животных обычно уровень IgE существенно превышает показатели здоровых, хотя и не постоянен. Помимо реагинов класса IgE, при гельминтозах вырабатываются также реагины класса IgG, способные связываться с тучными клетками гетерологичной кожи, поэтому их можно обнаружить в реакции пассивной кожной анафилаксии (В.С. Ершов, 1985). По данным В.С.Ершова и П.Ф.Полуэктовой (1981), у зараженных фасциолезом животных вырабатываются реагиноподобные вещества – антитела и антитела, по биологическим и физическим свойствам схожие с IgE. 38 Rosenberg et al. (1985) из 108 больных фасциолезом коров отметили повышенный уровень общих AT класса IgE у 76% больных, а специфических IgE - у 48%. При этом выявлена положительная корреляция между уровнем содержания в крови специфического IgE и эозинофилией. Наиболее простым и показательным тестом аллергических реакций является абсолютная и относительная эозинофилия (Н.Н.Озерецковская, 1981). S.D.Mawhorter et al. (1994) изучали зозинофилию, ассоциирующуюся с паразитарными болезнями, связанную с ассоциированными тканевыми инвазиями и миграцией гельминтов. Он доказал, что степень эозинофилии пропорциональна степени тканевой инвазии. Эозинофилия может достигать 500 клеток/мкл в периферической крови, определена продолжительным иммунным механизмом. В 1978 году Е.С.Лейкина провела анализ отечественной и зарубежной литературы по механизму иммунитета при гельминтозах, который показал, что паразиты могут оказывать на организм хозяина двоякое воздействие. Так, с одной стороны, они стимулируют иммунный ответ, в результате чего наблюдается ряд феноменов клеточного и гуморального ответа, а с другой стороны - вызывают угнетение функциональной и пролиферативной активности клеток лимфоидной ткани, что приводит к развитию вторичных иммунных дефицитов (ВИД) - это способствует резкому изменению характера взаимоотношений в системе хозяин-паразит и помогает выживанию последнего в иммунном организме хозяина. Оказалось, что почти все виды гельминтов вызывают супрессию нормального иммунного ответа, в результате чего подавляются защитные механизмы хозяина. Подавление Т- и В-клеточных звеньев иммунитета при трихинеллезе наблюдали G.M.Faubert (1982), В.С.Васильев (1985). P.Kelly et al. (1977) - при анкилостомозе, Л.Н.Карелина, В.И.Литвинов (1978) - при трематодозах, О.Г.Полетаева (1969) - при аскариозе, Н.А.Благов (1987) 39 - при трихоцефалезе и аскариозе, Ю. А Ватников (1993) - при фасциолезе и другие. RW.Dutton, S.L. Swain (1984) считают, что регуляция В-клеточного звена зависит от Т-системы иммунитета. Так, Э.Х.Даугалиева (1994) на различных экспериментальных моделях показала, что иммунный ответ при гельминтозах представляет собой каскад молекулярных и клеточных событий, начинающийся в организме с накопления иммунных зффекторных и регуляторных клеток. При экспериментальном диктиокаулезе, эхинококкозе и фасциолезе овец, ниппостронгилезе мышей и спонтанном аскариозе свиней констатирует в первые дни после заражения (5-7 дней) увеличение Т-лимфоцитов до 35% за счет Т-киллеров и хелперов до 10%, однако параллельно шло увеличение Тсупрессоров до 25%, которое затем вызывало снижение Т-хелперов и киллеров до 3-5%. По всей вероятности, в ходе иммунного ответа при гельминтозах, первичная продукция ИЛ-2 довольно низкая, она и обеспечивает сразу при гельминтозах дифференцировку Т-лимфоцитов, затем синтезируется большое количество ИЛ-2, который активирует предшественников Т-супрессоров. Дальнейшее увеличение Т-супрессоров на фоне увеличения общего количества Т-лимфоцитов связано с истощением ИЛ-2 и интерферона – медиатора иммунного ответа, регулирующего действие гуморальных факторов. По данным С.Н.Сунцова (1993), степень угнетения продукции альфа- и гамма-ИФ при эхинококкозе находится в прямой зависимости от степени тяжести паразитарного процесса и локализации паразита. Этим объясняется и снижение титров специфических антител. Что касается механизма развития гуморального (В-клеточного) иммунного ответа, то он условно делится на 3 стадии: активации, пролиферации и дифференцировки. В экспериментах исследования динамики популяции В-клеток, преимущественно состоящей из Влимфоцитов, показали тенденцию к увеличению как АОК, так и В-клеток к 40 15-20 дню после заражения, с последующим угнетением В-системы иммунитета вплоть до половозрелой стадии гельминта. Таким образом, гельминтозы сопровождаются супрессией клеточного звена иммунитета., а включение супрессорных механизмов в большей мере способствует переживанию личинок, мигрирующих в органах и тканях, что защищает организм хозяина от нежелательных последствий иммунных реакций, то есть сдвиг в системе «паразит-хозяин», находящейся в состоянии динамического равновесия, происходит в сторону паразита (Э.Х. Даугалиева, 1994). РЕГУЛЯЦИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ Регуляция деятельности иммунной системы организма осуществляется нервным и гуморальным путями. Важная роль в регуляции принадлежит центральной нервной системе, в частности гипоталамусу, который через гипофиз и надпочечники, а также через гипофиз и тимус обеспечивает эффекты на периферии в лимфоидной ткани. Обмен информацией между нервной системой и иммунной — это двусторонний процесс. Иммуноглобулины, комплемент, лимфокины — продукты иммунной системы, могут служить сигналами для нервной системы, которая включает в действие гормональные факторы. Наиболее изученным является регулирующее действие на иммунологические реакции организма гормонов надпочечников и тимуса. Гормоны коры надпочечников влияют на интенсивность процессов пролиферации, дифференциации и разрушения лимфоцитов в тимусе и селезенке, а также макрофагов и эпителиоцитов тимуса. На ранних и поздних этапах эмбриогенеза глюкокортикоиды воздействуют на морфогенез центральных и периферических органов иммунной системы. Чрезмерная секреция этих гормонов приводит к сморщиванию и атрофии лимфатических узлов, вилочковой железы и многим другим сопутствующим изменениям, 41 разрушающим иммунную систему. Кортикостероиды широко используют в качестве иммунодепрессантов и противовоспалительных средств. Известно также, что нормальная деятельность гормона поджелудочной железы (инсулина) чрезвычайно важна для усиления фагоцитарной и антителосинтезирующей функций. При диабете развивается выраженный иммунодефицит. Половые гормоны мало влияют на иммунную систему животных. Однако у птиц развитие системы Вклеток может быть заторможено мужским половым гормоном — тестостероном. В этом случае не развивается фабрициева сумка, не возникают Вклетки и плазматические клетки. Велика роль в иммунном ответе гормонов и медиаторов самой иммунной системы. Они необходимы для регуляции созревания, взаимодействия и функционирования клеток иммунной системы. Гормоны, вырабатываемые в центральных органах лимфоидной системы (тимозин — в вилочковой железе, стимулятор антителопродуцентов – в костном мозге), влияют на состояние Т- и В-систем иммунитета, обеспечивая их нормальное созревание и функционирование. Лимфоциты и макрофаги, стимулированные антигеном, вырабатывают медиаторы, обеспечивающие локализацию клеток вблизи чужеродного антигена, а также факторы, угнетающие или усиливающие функциональную активность лимфоцитов и макрофагов. Т-лимфоциты выделяют растворимые факторы (лимфокины), регулирующие проявление клеточного и гуморального иммунитета. Примером лимфокинов могут служить глюкопротеид интерлейкин-2, стимулирующий пролиферацию и дифференциацию Т-лимфоцитов, и белок интерферон, подавляющий размножение вирусов и усиливающий фагоцитоз. Таким образом, лимфоидная система организма находится под сложным влиянием нервных эндокринных и медиаторных воздействий, что обеспечивает ее гармоничное функционирование. 42 ИММУННАЯ СИСТЕМА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ Французский физиолог Клод Бернар задолго до того, как стали размышлять о стрессе, четко указал, что внутренняя среда живого организма должна сохранять постоянство при любых колебаниях внешней среды. Однако гомеостаз может нарушаться при различных раздражителях. Г. Селье писал о гипофизарно-надпочечниковой системе, считая ее центральной осью, вокруг которой вращаются остальные механизмы стресс-реакции (напряжения). Особое, значение в развитии стресс-реакции принадлежит симпатической нервной системе. Постоянно возникающая повышенная активность коры надпочечников и выделение кортикоидов, а также адреналинемия вызывают атрофические изменения вилочковой железы и лимфатических узлов, в результате чего нарушаются иммунные реакции организма, возникает иммунодефицит. Физические упражнения, моцион, солнечная радиация и пр. приводят к неспецифической стимуляции всей иммунной системы. Под действием физической тренировки вилочковая железа не только не уменьшается, но увеличивается в 1,2-1,3 раза, число лимфоцитов, особенно эозинофилов, возрастает, сегментоядерные нейтрофилы достигают верхних границ нормы (А. X. Гаркави и др.). В последнее время стали уделять много внимания разработке и изучению специфических средств, стимулирующих или подавляющих (модулирующих) иммунные реакции организма. К таким средствам относятся тималин, Т- и В-активины. Тималин представляет собой комплекс полипептидных фракций, выделенных из вилочковой железы крупного рогатого скота. Он обладает способностью стимулировать имму- нологическую реактивность, регулировать количество Т- и В-лимфоцитов, усиливает фагоцитоз и клеточный иммунитет. При иммунодефицитных состояниях эти и другие препараты нормализуют количественные и функциональные показатели Т-системы 43 иммунитета, стимулируют продукцию лимфокинов, интерферонов и другие показатели клеточного иммунитета. К числу средств, способных стимулировать иммунные процессы при хронических стрессах (гиподинамия, болевые реакции, переохлаждение, ожоговая травма и др.) и специфически активизировать иммунокомпетентные клетки (Т- и В-лимфоциты), относится ряд препаратов микробного и дрожжевого происхождения - продигозан, пирогенал и другие. Метилурацил и пентоксил стимулируют регенеративные процессы, в частности лейкопоэз. Стало очевидным, что положительное влияние разных лекарственных средств можно объяснить их способностью повышать общую сопротивляемость организма, а также влиять на специфические иммунные реакции. Выявлено влияние ионизирующего излучения на состояние иммунной системы, которое проявляется в снижении ее активности. Ионизирующее воздействие сопровождается повреждением или уничтожением делящихся клеток. Однако этот процесс – необходимое условие образования большинства эффекторных клеток лимфоидной системы. Установлена зависимость функциональной активности иммунной системы от возраста. При старении в органах и клетках лимфоидной системы наблюдают значительные морфологические перестройки, которые сопровождаются ослаблением иммунологических реакций. Это обусловлено дефицитом и снижением миграции стволовых клеток из костного мозга в кровоток, уменьшением кооперации Т- и В-лимфоцитов, в результате чего развивается дефицит Т-эффекторов, Т-помощников, плазматических клеток, ведущий Т-супрессоров и к ослаблению клеточного и гуморального иммунитета. Для организация иммунной системы деятельности. характерна Биоритмы определенная различной временная периодичности выявляются во многих параметрах лимфоидной системы. Количество клеточных элементов в тимусе и костном мозге имеет полусуточную 44 динамику: максимумы — в дневные и ночные часы, спады — утром и вечером. Суточный ритм цитоза селезенки имеет утренне-ночной подъем и вечерне-дневной минимум. В лимфатических узлах ритм изменения количества клеток зависит от места расположения узла. В периферической крови в утренне-дневные часы нарастает абсолютный лимфоцитоз. Такое перераспределение клеток лимфоидной системы обусловлено периодами активности и покоя животных. Эти особенности временной организации деятельности иммунной системы могут быть применены в практике. Установлено, что введение антигена в первой половине дня обуславливает более высокие показатели клеточного и гуморального иммунного ответа, чем иммунизация во второй половине дня в темновой период суток (Ю. И. Бородин и др., 1987). Деятельность лимфоидной системы организма млекопитающих и птиц зависит от полноценности питания. Недостаток белков, витаминов, нарушения в кормлении снижают иммунологические реакции, тормозят формы завершенного фагоцитоза, снижают синтез белков — иммунных глобулинов. Согласно физиологической концепции П.Ф.Здродовского (1969), образование антител непосредственном регулируется участии нейрогуморальным путем при гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Возникновение и образование антител рассматриваются как частный случай белкового обмена, специфически измененного под воздействием тех или других антигенов на биосинтез глобулинов в клеткахпродуцентах. ИММУНОПРОФИЛАКТИКА ГЕЛЬМИНТОЗОВ ЖИВОТНЫХ Проблема специфической профилактики гельминтозов является одной из ведущих в гельминтологической науке. Сложность решение её 45 определяется отсутствием методов культивирования гельминтов in vitro и слабой изученностью механизмов иммунитета при этих заболеваниях. Созданные и применяемые в Англии, Индии, Чехословакии, Польше и т.д. вакцины против диктиокаулеза телят и овец нельзя признать высокоэффективными ввиду следующих причин: I. Сравнительно небольшой срок годности (35 дней); 2. Большие трудности в получении инвазионного материала; 3. Каждая партия полученной вакцины требует уточнения её дозы. Учитывая то обстоятельство, что гельминты в большинстве своём иммунодепрессанты начаты исследования по усилению иммунного ответа с использованием различных иммуностимуляторов. Обнаружение веществ – иммуностимуляторов, влияющих, в частности, на процессы секреции иммунокомпетентными клетками активирующих факторов, дает возможность изменить силу первичного иммунного ответа и увеличить силу вторичного. Как известно, взаимодействие иммунокомпетентных клеток сопровождается секрецией этими клетками большого количества активирующих факторов (как правило, белковой природы), которые в значительной степени определяют силу иммунного ответа. Нормирование иммунитета после введения антигена во многом обязано появлению клеток иммунологической памяти. Именно эта часть клеток, переходящая в покоящиеся, после двух-трех делений, стимулированных определенными антигенами Т- и В-лимфоцитов, ответственна за специфичность иммунного ответа при дальнейшей встрече с антигеном. Некоторые адъюванты воздействуют на иммунокомпетентные клетки, усиливая процессы секреции активирующих факторов, другие прямо влияют на процессы их секреции, а третьи активируют процессы дифференциации последних (способствуют появлению цитотоксических клеток). 46 К применению адъювантов в ветеринарии накладываются довольно жесткие требования. Во-первых, они должны быть свободными от посторонних примесей и не вызывать побочных иммунных реакций. Вовторых, они не должны быть онкогенными или аллергенными веществами. В-третьих, адъюванты не должны содержать антигены, сходные с антигенами хозяина. В-четвертых, они не должны вызывать неспецифических и неконтролируемых трансформацией лимфоцитов и после выполнения своих функций должны легко метаболизироваться. Согласно литературных данных антигены гельминтов являются слабыми иммуногенами и иммунитет при гельминтозах относительный. Это и побудило ученых к поиску нетрадиционного средства иммунизации животных против гельминтозов, т.е. пойти по пути усиления иммунного ответа путем введения адъювантов. К этому типу относится адъювант Фрейнда. Механизм действия масляного адъюванта не отличается от механизма действия других адъювантов. При смешивании антигена с адъювантом Фрейнда получали водномасляную эмульсию. Введение животным подобной эмульсии несколько усиливало иммуногенность препарата, по всей видимости, за счет образования комплекса антигена с адъювантом по типу химический связи, а также стимуляцией адъювантом фагоцитарной активности ретикулоэндотелиальной системы, общим усилением синтеза белка в организме хозяина. Иммунизация подобной смесью, хотя и усиливает иммунный ответ (резко увеличивалось количество антител), однако животные были заражены и переболевали с явно клиническими признаками. К тому же в месте инъекций была сильная воспалительная реакция и абсцесс. Исследование последних лет по поиску синтетических иммуностимуляторов (СИ) привели к созданию нескольких групп 47 соединений, при введении которых осложнения и различные побочные реакции отсутствуют. Испытание препаратов проводилось однократно, двукратно и трехкратно с различными интервалами и в различных дозах. При введении СИ до и после сенсибилизации антигенами получены более эффективные результаты, чем при двукратном введении СИ и комплекса СИ с антигеном, об этом говорит динамика активности Т- и В-лимфоцитов, т.е. в группах животных иммунизированных трижды стимуляция Т- и Вклеток достоверно увеличивалась по сравнению с другими подопытными группами и контрольными животными. Приживаемость гельминтов была меньше в 5 раз по сравнению с контрольными зараженными животными. Анализируя литературные данные по механизму действия синтетических иммуностимуляторов, считаем, что предложенные СИ отменяют эффект антигенспецифической Т-супрессии. Отмена антигенной конкуренции под влиянием этих препаратов имеет важное практическое значение для иммунизации смесями антигенов, что особенно перспективно для создания противогельминтозных вакцин, т.к. сцепление с белковым антигеном за счет электростатических, гидрофобных, а также ковалентных связей СИ обеспечивает накопление специфических антителообразущих клеток, число которых должно быть выше по сравнению с чистыми антигенами. Этот путь своеобразного корпускулирования антигена, на наш взгляд, будет более перспективным в гельминтологии, в связи с тем, что гельминты - сложноорганизованные полиантигенные создания паразиты, синтетических поэтому успешное полидетерминантных развитие вакцин, проблемы каждая детерминанта которых будет вызывать иммунный ответ к конкретному заданному антигену, в будущем поможет решить вопрос создания средств специфической профилактики. 48 ПРИМЕНЕНИЕ ИММУНОСТИМУЛЯТОРОВ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ГЕЛЬМИНТОЗОВ ЖИВОТНЫХ Важнейшим иммуностимуляторы, изобретением использующиеся иммунологии для повышения стали общей резистентности организма при лечении ряда заболеваний, связанных с нарушениями в системе иммунитета. В настоящее время уделяется много внимания разработке и изучению специфических средств, стимулирующих иммунные реакции организма. Положительное действие разных лекарственных средств объясняется их способностью повышать общую сопротивляемость организма или его неспецифический иммунитет, а также влиять на специфические иммунные реакции (М.Д. Машковский, 1987). Наряду со способностью в той или иной мере повышать сопротивляемость организма к инфекции, иммуностимуляторы обладают различными особенностями общефармакологического и собственно иммуномодулирующего действия. В настоящее время признают 4 группы иммуномодуляторов: 1) производные бактерий и продукты их синтеза; 2) тимические факторы (препараты, полученные из тимуса); 3) интерфероны; 4) лимфокины (C.Bemasconi, 1989). Ю.Н. Федоров и О.А. Верховский (1996) предлагают другую классификацию: 1) физиологические вещества; 2) препараты, полученные из микробов; 3) синтетические. Хотя механизмы действия представителей разных групп могут отличаться и зачастую не совсем понятны, в основном они направлены на иммунологическую активизацию клеток и связаны с дисбалансом цитоплазматических нуклеотидов, таких, как циклический аденозин монофосфат. От того, насколько полноценно функционирует иммунная система, зависят многие процессы нормальной жизнедеятельности организма. 49 Таким образом, ветеринарная наука стоит перед необходимостью разработки методов выявления заболеваний иммунной системы животных с целью их профилактики и своевременной терапии (Ю.Н. Федоров, О.А. Верховский, 1996). A. I. Lоwis et al. (1982); M. Rollinghoff (1983); D. D. Drasca et al. (1985); И.М. Карпуть с соавт. (1985); Т.А. Шибалова (1990, 1992) и др. для повышения иммунобиологической реактивности при гельминтозах и других паразитозах применяют витамины, микроэлементы, гормоны, медиаторы иммунной системы. Иммуномодуляторы, не влияя непосредственно на гельминтов, стимулируют в организме животных биологически активные компоненты иммунитета, нормализуют физиологические функции организма (C.Elson, Y.Bredby, 1971). Наиболее распространенным иммуностимулирующими свойствами является препаратом с левамизол, который начали применять как антгельминтный препарат. По данным Н.Н. Озерецковской (1990) левамизол имеет особое значение в коррекции иммунологического статуса при паразитарных болезнях животных, которое определяется подавлением гемолитического и анафилаксического компонентов системы комплемента, стимуляцией интерферона, гептаглобулина. Механизм его действия заключается в том, что он восстанавливает эффекторные функции периферических Т-клеток и фагоцитов и стимулирует превращение Т-лимфоцитов - предшественников в функционирующие клетки. Эффект левамизола наступает быстро и сохраняется непродолжительное время. Препарат быстро всасывается из желудочно-кишечного тракта. В последние годы широкое применение нашли синтетические полиэлектролиты, они оказались мощными иммуномодуляторами и поликлональными активаторами Т- и В-лимфоцитов. 50 P.M. Хаитов (1980) считает, что введение полиэлектролитов обеспечивает переключение иммунокомпетентных клеток с пути, ведущего к толерантности на путь формирования иммунного ответа. Э.В. Переверзева (1990) в качестве стимулятора лимфоидной ткани, ответственной за иммуногенез, использовала неспецифический митоген фитогемагглютинин (ФГА). В результате исследования при трихинеллезе автор установила, что введение препарата снижало приживаемость зрелых гельминтов в 2-3 раза. При введении стимулятора на ранней кишечной стадии наблюдалось снижение интенсивности инвазии (99% и 65% через 35 и 65 дней соответственно). Вопросом иммунотерапии гельминтозов активно занимались в лаборатории иммунологии ВИГИС Э.Х. Даугалиева, К.Г. Курочкина и О.И. Мамыкова (1980-1999). Авторами проделана огромная работа по изучению иммуномодулирующих свойств целого ряда препаратов при различных гельминтозах. К.Г. Курочкина (1993, 1996) изучила иммуногенные и протективные свойства полисепта, аквафтема (Н) и (НГ), аквалипола (ЕГ), эмистина, микроцита, 1Х-5, IX-13 и других препаратов. Е.Э.Африкян (1990) изучала иммуностимулирующее действие препаратов на основе РНК на В-клеточное звено иммунитета при экспериментальном ниппостронгилезе мышей. При введении полисахарида отмечено резкое увеличение количества В-лимфоцитов с 5 по 10 день. При испытании препарата дс-РНК в крови увеличение количества В-клеток автор наблюдала с 6 дня с постепенным увеличением к 10 дню. По данным автора препарат СО-24 обладал способностью стимулировать иммунитет за счет резкого увеличения Влимфоцитов. Стимулирующее действие препаратов градекса, вегетана и полиоксидония сопровождается резким увеличением количества Влимфоцитов, а стимулирующие свойства усиливаются при введении 51 препаратов до заражения и при двукратном их введении после дегельминтизации. С.И. Пономарь (1995) провел комплексную терапию на 60 спонтанно зараженных трихоцефалюсами и аскаридами поросятах 2-5 месячного возраста с использованием антгельминтика мебенвета и иммуномодулятора камизола и установил, что камизол, активируя рецепторы иммунокомпетентных клеток и являясь индуктором интерферона, способствует повышению иммунного статуса. Эффект изгнания гельминтов при комплексной терапии был заметно выше в группах, которым назначали мебенвет с камизолом. Z. Boroskova et al. (1991) установили эффект иммуностимулятора глюкана-1% бета-(1-3)-Д глюкана, который задавали морским свинкам при экспериментальном заражении Ascaris suum вместе с 7,2% Ig G здоровых свиней и 0,02% раствором бивалентного цинка в двух дозах по 0,25 мг/кг. Первую дозу задавали за 24 часа до заражения, вторую - на третий день после заражения, животным второй группы задавали глюкан и на 6 день задавали албендазол перорально 5 мг/кг. Животным третьей группы задавали албендазол внутрь в дозе 6 мг/кг в течение шести дней. При назначении албендазола снизилось количество Т-лимфоцитов в селезенке, печени, лимфоузлах с 9 по 19 дни без воздействия на Вклеточные популяции. Прием глюкана перед албендазолом значительно увеличил количество Т-клеток во всех органах. Т.Р.Кораблева (1991) отработала дозы иммуномодулятора полиоксидония при диктиокаулезе, вызывающие как усиление, так и стимуляцию иммунной системы и подтвердила эти данные на ягнятах. Автор показала, что синтетические неприродные полиэлектролиты вызывают сильную стимуляцию иммунного ответа в результате усиления процессов клеточных миграций, замещения хелперной функции Т-клеток, активации В-клеток - предшественников АОК и угнетение Т-супрессоров. 52 Ю.А. Ватников шесть препаратов: пять (1991) испытал при фасциолезе конъюгированных овец препаратов на основе иммуностимуляторов и вакцину Н-поливак. Появление антител обнаружили у всех животных, конъюгированные препараты усиливали иммунный ответ, обладали протективными свойствами. Вакцина Нполивак обладала выраженными протективными и иммуногенными свойствами. М. Seger et al. (1992) изучали эффект иммуномодулятора мурамила трипептида фосфата этаноламина (МТФ-ФЭ) у мышей, зараженных S. mansoni. Мыши получали по 80 церкариев каждая, затем получали МТФФЭ. Выжившие мыши были повторно заражены шистозомами и через 70 дней их снова пролечили МГФ-ФЭ. Отмечено, что значительно уменьшился падеж зараженных мышей. Лечение препаратом МГФ-ФЭ значительно уменьшило размер гранулем и отмечалось уменьшение повреждения печени, уменьшение уровня щелочной фосфатазы в сыворотке крови. Введение препарата усложняло заражение животных. Н.С. Малышева (1998) применяла лейкоферон (ЛФ), продукт жизнедеятельности лейкоцитов в крови человека, содержащего ИФ, ИЛ и другие биологически гименолепидозе и активные вещества, ниппостронгилезе крыс. при трихоцефалезе, При трихоцефалезе установила, что ЛФ оказывает активное лечебное действие на тканевой стадии развития гельминта. При введении трихлорофена в сочетании с ЛФ ИЭ составила 95%. При гименолепидозе после применения ЛФ через 15 дней обнаружила, что 88% особей гельминтов были дефектными. При комбинированном лечении с медамином при ниппостронгилезе мышей эффективность составила 81,5%. Эффект торможения миграции личинок варьировал от 0 до 40%. С.А Шемякова (1999) рекомендует после дегельминтизации крупного рогатого скота политремом применять иммунопаразитан 53 внутримышечно трехкратно в дозах 0,5; 1,0 и 1,5 мл на животное для коррекции иммунной системы. Н.Р. Нуриддинов, Н.И. Сяняшин (1991) установили иммуномодулирующие свойства внеклеточных субстратов бифидо- и лактобактерий. 54 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Аминова Г.Г. Современные данные о морфофункциональных особенностях лимфоидных фолликулов/Арх. анатомии, гистологии и эмбриологии. 1979. Т. 74. № 1. С. 60—68. 2. Бородин Ю.И. и др. Функциональная морфология иммунной системы. Новосибирск, 1987. 3. Голиков А.Н. Стресс в адаптационный синдром //Ветеринария № 3. 1993. 4. Голиков А.Н., Фомина В.Д. Физиология иммунной системы // Лекция. – М., 1995 – 25 с. 5. Даугалиева Э.Х., Филиппов В.В. Иммунный статус и пути его коррекции при гельминтозах сельскохозяйственных животных – М.: Агропромиздат. – 1991. – 188 с. 6. Здродовский П.Ф. Проблемы инфекции, иммунитета, аллергии. М., 1969. 7. Козлов Н.А. Основы морфологии иммунной системы. М., 1982. 8. Коляков Я. Е. Ветеринарная иммунология. М., 1986. 9. Мамыкова О.И. Оценка иммунобиологического статуса животных после дегельминтизации и пути его коррекции.// Автореф. дисс….канд. вет. наук.-М.-1989.-20с. 10. Новиков Д.К. Справочник по клинической иммунологии и аллергологии, Минск, 1987. 11. Петров Р.В. Иммунология. – М., 1987. – 356 с. 12. Хаитов Р.М., Игнатьева Г.А., Сидорович И.Г. Иммунология: Учебник. – М.: Медицина, 2000. – 432 с. 55